ऑक्सीजन क्या है? इलेक्ट्रॉन विन्यास, परमाणु संख्या, द्रव्यमान, उपयोग

इस लेख में आप ऑक्सीजन तत्व के बारे में जानेंगे, जैसे ऑक्सीजन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और प्रतीक। साथ ही आप ऑक्सीजन के परमाणु क्रमांक और द्रव्यमान, संयोजकता और समस्थानिकों के बारे में जानेंगे। तो चलिए शुरू करते हैं:

ऑक्सीजन क्या है? 

ऑक्सीजन सर्वव्यापी, सर्वशक्तिमान और अदृश्य तत्व है। धार्मिक लोगों के अनुसार केवल ईश्वर ही सर्वव्यापी, सर्वशक्तिमान और एक ही समय में अदृश्य हो सकता है। वास्तव में, ये तीनों ही गुण परमाणु क्रमांक 8 यानि ऑक्सीजन में आसानी से मिल जाते हैं।

ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में उपस्थित तत्व है: वायुमंडल में यह लगभग 23%, पानी की संरचना में लगभग 89%, मानव शरीर में लगभग 65% है।

ऑक्सीजन एक गैसीय पदार्थ है, जो हवा में 21% मात्रा में और ऑक्सीकरण गुणों से युक्त होता है।

हाइड्रोजन और हीलियम के बाद, ऑक्सीजन ब्रह्मांड में तीसरा सबसे प्रचुर मात्रा में उपस्थित रासायनिक तत्व है। पृथ्वी पर, ऑक्सीजन विभिन्न तत्वों के साथ खनिज ऑक्साइड के रूप में या कार्बनिक यौगिकों (जैसे- एल्कोहॉल, कीटोन, कार्बोक्जिलिक एसिड ...) के भीतर मौजूद है। 

यह हवा में डाईऑक्सीजन (O₂) के रूप में मौजूद है, यह हाइड्रोजन और जैविक यौगिकों के साथ मिलकर पानी (H₂O) में भी मौजूद है। यह पृथ्वी पर अधिकांश जीवित जीवों के लिए सबसे महत्वपूर्ण है।

ऑक्सीजन और डाईऑक्सीजन के बीच अंतर

याद रखें कि ऑक्सीजन (O) और डाईऑक्सीजन (O₂) के बीच में आपको अंतर पता होना चाहिए। दरअसल, रोजमर्रा की भाषा में हम जिस ऑक्सीजन में सांस लेते हैं, उसकी बात करते हैं, लेकिन रासायनिक रूप से यह डाईऑक्सीजन (ऑक्सीजन के 2 परमाणु O₂) है। 

उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन पानी का एक घटक है (H₂O, एक एकल ऑक्सीजन परमाणु), लेकिन डाइऑक्साइजन भी पानी में घुल जाता है (जो जलीय जीवों के श्वसन की अनुमति देता है)।

ऑक्सीजन की संरचना

सामान्य तापमान और दाब की परिस्थितियों में ऑक्सीजन में कोई भी गंध और रंग नहीं होता है और इसकी आणविक सूत्र  O2 होता है।

ऑक्सीजन की उत्पत्ति

ऑक्सीजन शब्द ग्रीक शब्द "ऑक्सस" और "जेनन" के संयोजन से बना है जिसका अर्थ होता है "एसिड का निर्माण करने वाला"।

यह नाम उस समय के सिद्धांत के संदर्भ में फ्रांसीसी रसायनज्ञ एंटोनी लेवोज़ियर (Antoine Lavoisier) द्वारा प्रस्तावित किया गया था, जिनके अनुसार ऑक्सीजन सभी अम्लीय यौगिकों में उपस्थित होती है|

हालाँकि इस सिद्धांत को बाद में अमान्य कर दिया गया था क्यूंकि बाद में पता चला कि अम्लता के लिए ऑक्सीजन नहीं हाइड्रोजन जिम्मेदार होती है। भले ही इस सिद्धांत को अमान्य कर दिया गया परन्तु इसका नाम ऑक्सीजन ही रहने दिया गया।

ऑक्सीजन की खोज: एक संक्षिप्त इतिहास

पृथ्वी पर ऑक्सीजन की उपस्थिति हमेशा जीवन के लिए आवश्यक रही है, लेकिन 18वीं शताब्दी के अंत तक इसकी औपचारिक रूप से एक तत्व के रूप में पहचान नहीं की गई थी।

• लियोनार्डो दा विंची (कलाकार, इंजीनियर, वैज्ञानिक, फ्लोरेंटाइन आविष्कारक) ने कहा कि हवा गैसों का मिश्रण है, और उनमें से एक मानव श्वसन और दहन दोनों में महत्वपूर्ण होता है। उन्होंने स्पष्ट रूप से ऑक्सीजन की भूमिका की पहचान की थी।
• डॉक्टर माइकल सेडज़िवोज ने पाया कि सॉल्टपेट्रे ( पोटेशियम नाइट्रेट से बना) को गर्म करने से हमें एक गैस मिलती है जो सांस लेने में सहायक होती है और जिसे उन्होंने "जीवन का अमृत" कहा। उस प्रतिक्रिया को समीकरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है:
• 1773 में, कार्ल शीले (स्वीडिश रसायनज्ञ) ने मरकरी ऑक्साइड को गर्म करके एक गैस प्राप्त की। यह गैस अग्नि को बनाए रखने में सक्षम और सहायक थी, उन्होंने इसे "अग्नि वायु" कहा।
• अगले वर्ष 1774 में , जोसेफ प्रिस्टले ने (Joseph Priestley), रसायन विज्ञान और भौतिकी में कई प्रयोग / कार्य किये।  उनको शीले के कार्यों कि जानकारी नहीं थी और उन्होंने भी लगभग वैसे ही प्रयोग किये और इस गैस को प्राप्त किया| उन्होंने 1775 में अपने परिणामों को प्रकाशित किया था जबकि शीले ने  1977 में अपने काम को प्रकाशित किया था, इसलिए जोसेफ प्रिस्टले को आधिकारिक तौर पर ऑक्सीजन की खोज का श्रेय दिया गया।

ऑक्सीजन का प्रतीक क्या है?

पृथ्वी पर ऑक्सीजन सबसे प्रचुर मात्रा में विद्यमान तत्व है, जो इसके द्रव्यमान का लगभग आधा है। आवर्त सारणी में ऑक्सीजन आठवां तत्व है और इसे प्रतीक O द्वारा दर्शाया गया है, अर्थात ऑक्सीजन का प्रतीक O है|

ऑक्सीजन का इलेक्ट्रॉन विन्यास

आवर्त सारणी में ऑक्सीजन दूसरे आवर्त में आठवां स्थान लेती है। ऑक्सीजन का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास  1s² 2s² 2p⁴ है।, आप ऑक्सीजन के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास को संक्षिप्त रूप में भी लिख सकते हैं-  [He] 2s² 2p⁴ ।

ऑक्सीजन परमाणु और C^-2 , N^-1 का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास समान है। ऑक्सीजन में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं, हम नीचे दिए गए क्रम में इलेक्ट्रॉन को भर सकते हैं:

• 1s उपस्तर पर 2 इलेक्ट्रॉन (1s²)
• 2s उपस्तर पर 2 इलेक्ट्रॉन (2s²)
• 2p उपस्तर पर 4 इलेक्ट्रॉन (2p⁶)

आवर्त सारणी के किस समूह में ऑक्सीजन शामिल है?

VI समूह में।

ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था क्या है?

यौगिकों में ऑक्सीजन परमाणुओं में 2, 1, 0, -1, -2 ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं।

ऑक्सीजन की क्वांटम संख्या क्या है?

क्वांटम संख्याएं विन्यास में अंतिम इलेक्ट्रॉन द्वारा निर्धारित की जाती हैं; ऑक्सीजन परमाणुओं के लिए, इन क्वांटम संख्याओं का मान N = 2, L = 1, M l = 2, M s = ½ होता है।

ऑक्सीजन की आयनन ऊर्जा क्या है?

ऑक्सीजन की आयनीकरण ऊर्जा, E o = 1314 kJ/mol.

तरल ऑक्सीजन किस प्रक्रिया से उत्पन्न होती है?

वायु का द्रवीकरण 

मुक्त ऑक्सीजन का अस्तित्व किस प्रक्रिया से होता है?

प्रकाश संश्लेषण

ऑक्सीजन के समस्थानिक

ऑक्सीजन में तीन गैर-रेडियोधर्मी प्राकृतिक समस्थानिक होते हैं जिनकी द्रव्यमान संख्या 16 से 18 तक होती है यानी ₁₆O, ₁₇O, और ₁₈O। आइसोटोप 16 बहुत बड़े पैमाने पर मौजूद है (99.762%), जबकि आइसोटोप 17 0.038% पर मौजूद है।

ऑक्सीजन के प्राकृतिक समस्थानिक

ऑक्सीजन में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रेडियोधर्मी समस्थानिक नहीं होते हैं।

ऑक्सीजन के सिंथेटिक समस्थानिक

ऑक्सीजन के अन्य समस्थानिकों को संश्लेषित किया गया है, जिनकी द्रव्यमान संख्या 12 से 15 और 19 से 28 है। ये समस्थानिक रेडियोधर्मी होते हैं।

ऑक्सीजन आयन

जलीय घोल में ऑक्सीजन एक स्थिर मोनोएटोमिक आयन (stable monatomic ion) के रूप में मौजूद नहीं होता है। दूसरी ओर, एक आयनिक क्रिस्टल में यह  O^2- के रूप में ऑक्साइड आयन बनाता है, जिसमें दो अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं।

सरल ऑक्सीजन आधारित अणु 

ऑक्सीजन के संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के कारण ऑक्सीजन में छह इलेक्ट्रॉन उपलब्ध होते हैं। चार इलेक्ट्रॉन दो गैर-बाध्यकारी युगल (non-binding doublets) बनाते हैं।

और यह दो इलेक्ट्रॉनों को अन्य रासायनिक तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए छोड़ देता है, यही कारण है कि ऑक्सीजन अधिकांश अन्य रासायनिक तत्वों को के साथ संयोजित हो सकता है।

पृथ्वी पर ऑक्सीजन से बनने वाले मुख्य सरल अणु हैं:

• Dioxygen (O₂): डाईऑक्सीजन एक अणु है जो दो ऑक्सीजन परमाणु से बना है। यह हवा बनाने वाली दो प्रमुख गैसों में से एक है (लगभग 21%)। यह जानवरों और मनुष्यों को सांस लेने में सहायक और आवश्यक होता है, इसके साथ ही साथ यह जलने में मदद करता है।
• Ozone (O₃): ओजोन तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से बना एक अणु है, यह एक ऑक्सीडेंट भी होता है जोकि डाईऑक्सीजन से अधिक शक्तिशाली है। इसलिए ओजोन बहुत प्रतिक्रियाशील है। जमीनी स्तर पर, यह एक हानिकारक प्रदूषक है, जो फेफड़ों को हानि पहुंचाता है, लेकिन समताप मंडल (समुद्र तल से 20 से 50 किमी के बीच) में यह जो परत (ओज़ोन परत) बनाता है, वह हमें सबसे हानिकारक पराबैंगनी किरणों से बचाती है।

ऑक्सीजन के यौगिक

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, उन्हीं कारणों से, ऑक्सीजन आधारित कई यौगिक पाए जाते हैं:

• जल (H₂O) एक यौगिक है जो एक ऑक्सीजन और दो हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ बना हुआ है।
• बहुत सारे ऑक्साइड, ऑक्सीजन के साथ बनते हैं।  मुख्यतः ये ऑक्साइड धातुओं के साथ बनते हैं , जैसे कि- आयरन ऑक्साइड, एल्यूमीनियम ऑक्साइड, आदि।
• कई कार्बनिक कार्यों में ऑक्सीजन शामिल होता है: अल्कोहल, केटोन्स, एल्डिहाइड, ईथर, एस्टर, कार्बोक्जिलिक एसिड, कार्बोक्जिलिक एनहाइड्राइड या यहां तक ​​​​कि एमाइड।

ऑक्सीजन के उपयोग

• जीने के लिए जीवित चीजों के प्राकृतिक और सहज उपयोग के अलावा, ऑक्सीजन का उपयोग कुछ घटनाओं को समझने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से जीवाश्म विज्ञान में।
• आधुनिक दुनिया में, औद्योगिक और चिकित्सा दोनों क्षेत्रों में ऑक्सीजन के अंतहीन अनुप्रयोग हैं।
• चिकित्सा में इसका उपयोग रोगियों की सांस लेने में सहायता के लिए किया जाता है। सभी अस्पतालों में तरल ऑक्सीजन के बड़े भंडार आसानी से मिल जाते हैं। इसके अलावा, ऑक्सीजन के उपयोग और अनुप्रयोगों के बीच, यह स्पष्ट है कि यह शर्करा के दहन की प्रक्रिया में आवश्यक है जिसके माध्यम से अधिकांश जीवित प्राणी अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं।
• उद्योग में, अधिकांश ऑक्सीजन (विश्व उत्पादन का 80%) लोहा और इस्पात उद्योग में प्रयोग में लायी जाती है। प्रत्येक एक टन स्टील को प्राप्त करने के लिए 3/4 टन ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
• इसी तरह, जब हम खुद से पूछते हैं कि ऑक्सीजन का उपयोग किस लिए किया जाता है, तो हम इसका जवाब बहुत उच्च तापमान पर वेल्डिंग में दे सकते हैं। तकनीक मोटर उद्योग में, मशीनरी के निर्माण में और एयरोस्पेस में भी ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है|

हमारे स्वास्थ्य पर ऑक्सीजन का प्रभाव

प्रत्येक मनुष्य को सांस लेने के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, लेकिन कई पदार्थों की तरह, इसकी बहुत अधिक मात्रा भी अच्छी नहीं होती है। यदि कोई लंबे समय तक इस तत्व की बड़ी मात्रा के संपर्क में रहता है, जैसे कि 50-100% सामान्य दबाव में लंबे समय तक सांस लेने से फेफड़ों को नुकसान हो सकता है।

जानिए आवर्त सारणी के अन्य तत्वों के बारे में- गैडोलिनियम, ऑक्सीजन, नियॉन, पोटैशियम