ऑक्सीजन के अपररूप
ऑक्सीजन की कई ज्ञात अपरूपताएँ हैं। सबसे परिचित ऑक्सीजन O2 है, पृथ्वी के वायुमंडल में महत्वपूर्ण स्तर पर उपस्थित होता है| पृथ्वी के वायुमंडल और डाइऑक्सीजन या त्रिक ऑक्सीजन के रूप में भी जाना जाता है। दूसरा अत्यधिक प्रतिक्रियाशील ओजोन O3 है अन्य निम्न हैं:
- परमाणु ऑक्सीजन O1 , एक रेडिकल रसायन विज्ञान हैं।
- सिंगलेट ऑक्सीजन [[सिंगलेट ऑक्सीजन|O*
2]] , आणविक ऑक्सीजन की दो मेटास्टेबल अवस्थाओं में से एक होती हैं। - टेट्राऑक्सीजन O4, एक और मेटास्टेबल का रूप होती हैं।
- ठोस ऑक्सीजन, छह अलग-अलग रंग के चरणों में विद्यमान है, जिनमें से एक ऑक्टाऑक्सीजन O8, और दूसरा धात्विक ζ-ऑक्सीजन है।
परमाणु ऑक्सीजन
परमाणु ऑक्सीजन, जिसे O या O1 दर्शाया गया है, बहुत प्रतिक्रियाशील होती है, क्योंकि ऑक्सीजन के अलग-अलग परमाणु आस-पास के अणुओं के साथ जल्दी से बंध जाते हैं। इसकी सबसे न्यूनतम ऊर्जा वाली इलेक्ट्रॉनिक अवस्था एक त्रिक अवस्था है, जिसे प्रतीक शब्द 3p द्वारा निर्दिष्ट किया गया है . पृथ्वी की सतह पर यह प्राकृतिक रूप से बहुत न्यूनतम समय के लिए उपस्थित रहता है। बाहरी अंतरिक्ष में, पर्याप्त पराबैंगनी विकिरण की उपस्थिति के परिणामस्वरूप पृथ्वी की निचली कक्षा का वातावरण बनता है जिसमें 96% ऑक्सीजन परमाणु रूप में होती है।[1]
मेरिनर कार्यक्रम, वाइकिंग कार्यक्रम और इन्फ्रारेड खगोल विज्ञान वेधशाला के लिए स्ट्रैटोस्फेरिक वेधशाला द्वारा मंगल ग्रह पर परमाणु ऑक्सीजन का पता लगाया गया है।[2]
डाइऑक्सीजन
पृथ्वी पर मौलिक ऑक्सीजन का सामान्य अपररूप, O2, इसे सामान्यतः ऑक्सीजन के रूप में जाना जाता है, परंतु इसे तत्व से और ट्रायटोमिक एलोट्रोप ओजोन O3 से अलग करने के लिए इसे डाइऑक्सीजन, डायटोमिक ऑक्सीजन, आणविक ऑक्सीजन, डाइऑक्साइडीन या ऑक्सीजन गैस भी कहा जा सकता है। पृथ्वी के वायुमंडल के एक प्रमुख घटक के रूप में, मौलिक ऑक्सीजन डायटोमिक रूप में सबसे अधिक पाई जाती है। एरोबिक जीव रासायनिक ऊर्जा प्राप्त करने के लिए सेलुलर श्वसन में टर्मिनल ऑक्सीडेंट के रूप में वायुमंडलीय डाइऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। डाइअॉॉक्सिन की स्तरीय अवस्था को त्रिक ऑक्सीजन 3[O2] के रूप में जाना जाता है, क्योंकि इसमें दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं। प्रथम उत्तेजित अवस्था, एकल ऑक्सीजन, 1[O2], इसमें कोई अयुग्मित इलेक्ट्रॉन नहीं है और यह एक मेटास्टेबल होता है। डबलेट अवस्था के लिए विषम संख्या में इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता होती है, और इसलिए इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त या खोए बिना डाइऑक्सीजन में नहीं हो सकता है, जैसे कि सुपरऑक्साइड आयन में O−2 या डाइअॉॉक्सिनिल आयन O+2 में होता है।
एक जमीनी स्थिति O2 की बॉन्ड लंबाई 121 पिकोमेट्रे और बॉन्ड ऊर्जा 498 kJ/mol होता है।[3] यह एक रंगहीन गैस है जिसका क्वथनांक बिंदु −183 °C (90 K; −297 °F) होता है.[4] और इसे तरल नाइट्रोजन के साथ ठंडा करके हवा से संघनित किया जा सकता है, जिसका क्वथनांक बिंदु −196 °C (77 K; −321 °F). होता है तरल ऑक्सीजन का रंग हल्का नीला होता है, और अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के कारण इसमें स्पष्ट रूप से अनुचुम्बकत्व होता है; एक डोरी से लटके फ्लास्क में उपस्थित तरल ऑक्सीजन एक चुंबक की ओर आकर्षित होती है।
एकल ऑक्सीजन
एकल ऑक्सीजन सामान्य नाम है जो ऑक्सीजन मॉलेक्युल O2 के दो मेटास्टेबल स्थितियों के लिए प्रयुक्त होता है, जिनमें ऊर्जा भूमि स्थिति त्रिप्लेट ऑक्सीजन से अधिक होती है।। उनके इलेक्ट्रॉन कोशों में अंतर के कारण, एकल ऑक्सीजन में त्रिक ऑक्सीजन की तुलना में भिन्न रासायनिक और भौतिक गुण होते हैं, जिसमें विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को अवशोषित करना और उत्सर्जित करना सम्मिलित होता है। इसे गुलाब बंगाल, मेथिलीन ब्लू या पोर्फिरिन जैसे डाई अणुओं से ऊर्जा हस्तांतरण, या पानी में ट्राइऑक्सीडेन के सहज अपघटन या हाइपोक्लोराइट के साथ हाइड्रोजन पेरोक्साइड की प्रतिक्रिया जैसी रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा फोटोसेंसिटाइज्ड प्रक्रिया में उत्पन्न किया जा सकता है।
ओजोन
ट्रायटोमिक ऑक्सीजन ओजोन, O3 ऑक्सीजन का एक बहुत ही प्रतिक्रियाशील अपरूप है जो तापमान और दबाव के लिए मानक स्थितियों पर एक हल्के नीले रंग की गैस होती है। तरल और ठोस O3 सामान्य O2 से गहरे नीले रंग के होते हैं, और वे अस्थायी और विस्फोटक होते हैं।[5][6]अपने गैस अवस्था में, ओजोन रबर और कपड़े जैसे सामग्रियों के लिए विनाशकारी होता है और फेफड़े के ऊतकों को क्षति पहुंचा सकता है।[7] इसके अंशों को तीखी, क्लोरीन जैसी गंध के रूप में पहचाना जा सकता है,[4] यह विद्युत मोटर्स, लेज़र प्रिंटर और फोटोकॉपियर से आ रहा है, क्योंकि यह तब बनता है जब हवा विद्युत निर्वहन के अधीन होती है। इसका नाम 1840 में क्रिश्चियन फ्रेडरिक शॉनबीन द्वारा ओजोन रखा गया था,[8] प्राचीन ग्रीक ὄζειν (ओज़ेइन: गंध करना) और प्रत्यय -ऑन से, सामान्यतः उस समय एक व्युत्पन्न यौगिक को नामित करने के लिए उपयोग किया जाता था और अंग्रेजी में एक के रूप में उपयोग किया जाता था।[9]
ओजोन थर्मोडायनामिक स्थिरता है और अधिक सामान्य डाइऑक्सीजन O2 रूप की ओर प्रतिक्रिया करता है। इसका निर्माण अक्षुण्ण की प्रतिक्रिया से होता है जब ऊपरी वायुमंडल में यूवी विकिरण विभाजित होता है तो परमाणु ऑक्सीजन O2.उत्पन्न होती है [5]ओजोन पराबैंगनी में दृढ़ता से अवशोषित होता है और समताप मंडल में उत्परिवर्ती और सूर्य यूवी विकिरण के अन्य हानिकारक प्रभावों के विरुद्ध जीवमंडल के लिए एक ढाल के रूप में कार्य करता है।[5] ऑटोमोबाइल के निकास में नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के फोटोकैमिकल विघटन से पृथ्वी की सतह के पास ट्रोपोस्फेरिक ओजोन का निर्माण होता है।[10] ग्राउंड-लेवल ओजोन एक वायु प्रदूषण है जो विशेष रूप से वरिष्ठ नागरिकों, बच्चों और वातस्फीति, ब्रोंकाइटिस और दमा जैसी हृदय और फेफड़ों की स्थिति वाले लोगों के लिए हानिकारक है।[11] प्रतिरक्षा प्रणाली रोगाणुरोधी के रूप में ओजोन का उत्पादन करती है (नीचे देखें)।[12]
चक्रीय ओजोन
चक्रीय ओजोन O3 अणु एक सैद्धांतिक रूप से अनुमानित है जिसमें ऑक्सीजन के तीन परमाणु एक खुले कोण के अतिरिक्त एक समबाहु त्रिभुज में बंध होते हैं।
टेट्राऑक्सीजन
1900 के दशक की प्रारंभ से ही टेट्राऑक्सीजन के अस्तित्व में होने का संदेह था, जब इसे ऑक्सोज़ोन के नाम से जाना जाता था। इसकी पहचान 2001 में रोम विश्वविद्यालय में फुल्वियो कैकेस के नेतृत्व वाली एक समूह द्वारा की गई थी।[13] अणु O4 ऐसा माना जाता था कि यह ठोस ऑक्सीजन के चरणों में से एक था जिसे बाद में O8 के रूप में पहचाना गया। कैकेस की समूह ने यह सुझाव दिया O4 संभवतः दो डम्बल जैसी O2 मोलेक्यूलों से मिलकर बना होता है, जो प्रेरित डाइपोल विस्पंद बिखराव बलों द्वारा ढेर से बंधा होता है।
ठोस ऑक्सीजन के चरण
ठोस ऑक्सीजन के छह ज्ञात विशिष्ट चरण हैं। उनमें से एक गहरे लाल रंग का O8 झुंड होता है। जब ऑक्सीजन पर 96 जीपीए का दबाव डाला जाता है, तो यह हाइड्रोजन के समान ही धात्विक हो जाती है,[14] और अधिक भारी चाकोजेन के समान हो जाता है, जैसे सेलेनियम (अपनी मौलिक अवस्था में गुलाबी-लाल रंग प्रदर्शित करता है), टेल्यूरियम और एक विशेष तत्त्व जिस का प्रभाव रेडियो पर पड़ता है , जो दोनों महत्वपूर्ण धात्विक चरित्र दर्शाते हैं। बहुत न्यूनतम तापमान पर यह चरण अतिचालक भी हो जाता है।
संदर्भ
- ↑ "Out of Thin Air" Archived 2017-06-23 at the Wayback Machine.NASA.gov. February 17, 2011.
- ↑ Bell, Kassandra (6 May 2016). "उड़ान वेधशाला मंगल ग्रह के वायुमंडल में परमाणु ऑक्सीजन का पता लगाती है". NASA. Archived from the original on 8 November 2020. Retrieved 30 September 2021.
- ↑ Chieh, Chung. "बांड की लंबाई और ऊर्जा". University of Waterloo. Archived from the original on 14 December 2007. Retrieved 16 December 2007.
- ↑ 4.0 4.1 Chemistry Tutorial : Allotropes Archived 2021-11-17 at the Wayback Machine from AUS-e-TUTE.com.au
- ↑ 5.0 5.1 5.2 Mellor 1939
- ↑ Cotton, F. Albert and Wilkinson, Geoffrey (1972). Advanced Inorganic Chemistry: A comprehensive Text. (3rd Edition). New York, London, Sydney, Toronto: Interscience Publications. ISBN 0-471-17560-9.
- ↑ Stwertka 1998, p.48
- ↑ Christian Friedrich Schönbein, Über die Erzeugung des Ozons auf chemischen Wege Archived 2020-06-30 at the Wayback Machine, p. 3, Basel: Schweighauser'sche Buchhandlung, 1844.
- ↑ "Ozone", Oxford English Dictionary online, retrieved 29 June 2020.
- ↑ Stwertka 1998, p.49
- ↑ "Who is most at risk from ozone?". airnow.gov. Archived from the original on 17 January 2008. Retrieved 2008-01-06.
- ↑ Paul Wentworth Jr.; Jonathan E. McDunn; Anita D. Wentworth; Cindy Takeuchi; Jorge Nieva; Teresa Jones; Cristina Bautista; Julie M. Ruedi; Abel Gutierrez; Kim D. Janda; Bernard M. Babior; Albert Eschenmoser; Richard A. Lerner (2002-12-13). "जीवाणु हत्या और सूजन में एंटीबॉडी-उत्प्रेरित ओजोन गठन के लिए साक्ष्य". Science. 298 (5601): 2195–2199. Bibcode:2002Sci...298.2195W. doi:10.1126/science.1077642. PMID 12434011. S2CID 36537588.
- ↑ Cacace, Fulvio (2001). "टेट्राऑक्सीजन का प्रायोगिक पता लगाना". Angewandte Chemie International Edition. 40 (21): 4062–4065. doi:10.1002/1521-3773(20011105)40:21<4062::AID-ANIE4062>3.0.CO;2-X. PMID 12404493.
- ↑ Peter P. Edwards; Friedrich Hensel (2002-01-14). "धात्विक ऑक्सीजन". ChemPhysChem. 3 (1): 53–56. doi:10.1002/1439-7641(20020118)3:1<53::AID-CPHC53>3.0.CO;2-2. PMID 12465476.
अग्रिम पठन
- Parks, G. D.; Mellor, J. W. (1939). Mellor's Modern Inorganic Chemistry (6th ed.). London: Longmans, Green and Co.
- Stwertka, Albert (1998). Guide to the Elements (Revised ed.). Oxford University Press. ISBN 0-19-508083-1.
- Theoretical analysis of some and lead-ref for others: Gadzhiev, Oleg B.; Ignatov, Stanislav K.; Kulikov, Mikhail Yu.; Feigin, Alexander M.; Razuvaev, Alexey G.; Sennikov, Peter G.; Schrems, Otto (2013). "Structure, Energy, and Vibrational Frequencies of Oxygen Allotropes On (n ≤ 6) in the Covalently Bound and van der Waals Forms: Ab Initio Study at the CCSD(T) Level" (PDF). J. Chem. Theory Comput. 9 (1): 247–262. doi:10.1021/ct3006584. PMID 26589027.