Oxigen - un ... Formula oxigen. O moleculă de oxigen

Dintre toate substanțele de pe Pământ ocupă un loc special, care oferă viață - gaz de oxigen. A fost prezența sa face ca planeta noastră unică printre toate celelalte, mai ales. Din cauza acestei probleme în lumea trăiește atât de multe creaturi minunate: plante, animale, oameni. Oxigenul - este absolut de neînlocuit, unic și conexiune extrem de important. De aceea, încercăm să aflăm ce reprezintă ceea ce are caracteristici.

Elementul chimic de oxigen: caracteristic

Pentru a caracteriza locația începutul unui element dat în sistemul periodic. Este posibil să se facă câteva puncte.

1. Număr de serie - 8.
2. masă atomică - 15.99903.
3. Situat pe al șaselea grup principal al subgrupului de-a doua perioade de sistem.
4. sarcina nucleară - 8, numărul de protoni - 8, electron - 8, neutroni - 8. Astfel, un număr dublu magică, în care rezistența principală observate forme izotopice ¹⁶ O.
5. Numele latin al elementului - oxigen. Rus - oxigen, acest nume vine de la „a da naștere la acid.“ Există, de asemenea, un sinonim, numit uneori oxygenic.

O atenție deosebită este acordată analizei structurii electronice a atomului, așa cum a fost explicat ei stabilitatea moleculei și prezintă proprietăți fizice și chimice.

molecular structure

Configurația electronică a atomului reprezentat prin formula ² 1s 2s ² 2p ^4. Din această înregistrare este evident că, înainte de finalizarea nivelului de energie și crearea octetului oxigenul promis lipsesc doi electroni. Aceasta explică următoarele caracteristici ale sale:

• molecula de oxigen diatomică;
• starea de oxidare -2 elementului întotdeauna (cu excepția peroxid și oxid de fluor, în care este schimbat la +2 și -1, respectiv);
• Este un agent oxidant puternic;
• ușor reacționează chiar și în condiții normale;
• capabilă să formeze un compus exploziv.

Acum, ia în considerare problema structurii. Ca molecula de oxigen format? În primul rând, mecanismul de formare a unei covalente nepolare, adică datorită schimbului de electroni pentru fiecare atom. Astfel, comunicarea este, de asemenea, covalentă nepolară. Cu toate acestea, ea dubla, deoarece fiecare atom are doi electroni nepereche în nivelul exterior. Este foarte ușor să înfățișeze aspectul de oxigen. Formula este: O ₂ sau O = O.

Datorită prezenței unui astfel de relație este molecula foarte stabila. Pentru mai multe reacții cu participarea ei necesită condiții speciale: tensiune arterială ridicată, de încălzire, utilizarea catalizatorilor.

Ca element chimic de oxigen - un atom având trei izotop natural stabil. Numerele de masă ale acestora sunt , respectiv , 16, 17, 18. Cu toate acestea, procentul este foarte inegal, ca ¹⁶ O 99.759%, iar restul de mai puțin de 0,5%. Prin urmare, cel mai frecvent și stabil izotop - cel al un număr de masă 16.

Oxigenul substanță simplă

Dacă vorbim despre acest element ca o conexiune simplă, este imediat necesar să se desemneze starea de agregare în condiții normale. Oxigen - un gaz care nu are nici un gust, nici o culoare, nici un miros. O moleculă diatomica care este substanța cea mai abundentă de pe planetă, după hidrogen și heliu gaz nobil.

Există și alte stări de agregare a substanței. Astfel, la o temperatură negativă ⁰ -183 C oxigen este condensat într - un lichid albastru frumos. În cazul în care pragul este depășit la -200 ⁰ C, apoi lichidul va crește în cristale luminoase albastre erau în formă de ace monoclinic.

In total sunt trei tipuri principale de oxigen există în stare solidă.

1. Forma alfa (α-O _2). Există la o temperatură sub 200 ⁰ C.
2. Beta-formă (β-O _2). Intervalul de temperatură de la ⁰ -200-400 C.
3. Gamma-form (γ-O _2). Intervalul -400--500 ⁰ C.

Oxigen - este una dintre cele mai importante și semnificative de gaz. Nu numai pentru viața ființelor vii de pe planetă, dar, de asemenea, pentru natură, în general. Cu greu un mineral natural, sau un compus, care nu a inclus ca element.

Istoria descoperirii

Prima mențiune a faptului că compoziția aerului există orice gaz care susține procesele de ardere, a apărut în secolul VIII. Dar atunci de studiu, pentru a dovedi existența și de a descoperi nu a fost posibil punct de vedere tehnic. Nu a fost până la aproape un mileniu, în secolul al XVIII-lea a fost realizat prin activitatea mai multor oameni de știință.

1. 1771 Carl Scheele zeu stabilit empiric compoziția aerului și a constatat că două gaz principale - este oxigen și azot.
2. Per Bayen efectuarea de experimente pe descompunerea mercur și oxid de mercur și înregistrează în mod oficial rezultatele.
3. 1773 Scheele se deschide oficial elementul oxigen, dar nu o primesc în forma sa cea mai pură.
4. 1774 zeu Priestley indiferent Scheele face același lucru, deoarece acesta se deschide și primește descompunerea oxigenului pur de oxid de mercur.
5. 1775 Antuan Lavuaze dă numele acestui element și face teoria arderii, care a durat mai mult de o sută de ani.
6. 1898 Thompson face societatea se gândească la faptul că oxigenul din aer poate avea ca rezultat din cauza emisiilor mari de dioxid de carbon în atmosferă.
7. În același an Timiryazev demonstrează contrariul, așa cum se explică faptul că furnizorul de oxigen sunt plante verzi ale planetei.

Astfel, a devenit cunoscut faptul că o este oxigen, care este un important și semnificativ pentru viața acestui gaz. La urma urmelor, au fost studiate proprietățile fizice și chimice ale substanțelor considerate metode de preparare a acestuia, numărate conținutul aproximativ al apei, scoarța pământului și atmosfera și alte părți ale planetei.

proprietățile fizice

Aici sunt parametrii fizici de bază, care pot fi caracterizate prin compusul în cauză.

1. Oxigen - gaz în condiții normale, care este o parte a aerului (21%). Ea nu are nici o culoare, gust si miros. Mai ușor decât aerul, este slab solubil în apă.
2. Activ absorb pulberi de carbon și metal, solubile în substanțe organice.
3. Punctul de fierbere este de -183 ⁰ C.
4. Topirea -218.35 ⁰ C.
5. Densitatea a fost de 0,0014 g / ^cm3.
6. Rețeaua cristalină a molecular.

Oxigenul are proprietăți paramagnetice în stare lichidă.

chimice

Despre modul în care raportarea este de gaz activ, cum se comportă în reacții cu alte substanțe, el descrie în detaliu chimia. Oxigenul poate prezenta mai multe stări de oxidare, cu toate că cele mai comune este -2, care este considerată constantă. În plus față de aceasta, există compuși în care următoarele valori:

• -1;
• -0.5;
• -1/3;
• 0,5;
• +1;
• 2.

Reactivitatea datorită mare afinitate de electroni, deoarece valoarea electronegativitatea a 3,44 de votare ea. Doar la fluorura superior (4). Prin urmare, oxigenul este un oxidant foarte puternic. În același timp, în reacții chiar cu oxidanți mai puternici se comportă ca un agent de reducere, care arată o stare de oxidare pozitivă. De exemplu, un oxid de fluor O ² F ₂ ^-.

Există un număr foarte mare de compuși care includ oxigen. Acestea sunt clase de substanțe, cum ar fi:

• oxizi;
• peroxizi;
• ozonide;
• dismutaza;
• Acid;
• motive;
• sare;
• moleculă organică.

Cu toate elementele de oxigen pot reacționa în condiții normale, cu excepția metalelor prețioase, heliu, neon si argon si halogen. Deoarece gaz inert nu reacționează în nici un caz.

Industrie Pregătirea

Conținutul de oxigen din aer și apă este atât de mare (21 și, respectiv 88%), principala cale industrială care sinteza este distilarea fracționată a aerului lichid și electroliza apei.

In special folosit adesea prima metodă. La urma urmei, o mulțime de gaz poate fi extras din aer. Cu toate acestea, nu este foarte clar. În cazul în care produsul dorit este de o calitate superioară, apoi la rândul său, a permis procesele de electroliză. Materia primă pentru acest lucru este apa sau alcaline. hidroxid de sodiu sau de potasiu este utilizat pentru a crește puterea de conductivitatea electrică a soluției. În general, esența procesului este redus la descompunerea apei.

Noțiuni de bază în laborator

larg răspândit printre metoda de tratament termic al metodelor de laborator:

• peroxizi;
• Sărurile acide conținând oxigen.

La temperaturi ridicate se descompun cu evoluția oxigenului gazos. proces catalizat adesea oxid de mangan (IV). Se colectează deplasarea apei oxigen și exponat - mocnit așchie. După cum se știe, un foarte luminos episoadelor acute de flacără într-o atmosferă de oxigen.

O altă substanță utilizată pentru producerea de oxigen la lecții de chimie - peroxid de hidrogen. 3%, chiar și sub influența soluției de catalizator se descompune instantaneu cu eliberare de gaz pur. Lui trebuie doar să aibă timp pentru a colecta. Catalizatorul este același - oxid de mangan, MnO _2.

Printre sărurile sunt cel mai frecvent utilizate:

• bertoletova clorat de sare sau de potasiu;
• permanganat de potasiu sau permanganat de potasiu.

Pentru a descrie procesul, putem reduce ecuația. Oxigenul este eliberat suficient pentru nevoile de laborator și de cercetare:

2KClO ₃ = 2KCl + 3O ₂ ↑.

Modificarea alotropic oxigen

Există o modificare alotropic care are oxigen. Formula acestui compus este de aproximativ _3, este numit ozon. Acest gaz, care este produs în natură atunci când este expus la oxigen aer ultraviolete și fulgere. Spre deosebire de majoritatea O _2, ozonul are un miros plăcut de prospețime , care se simte în aer după ploaie cu fulgere și tunete.

Spre deosebire de oxigen și ozon nu este numai numărul de atomi în moleculă, dar în structura cristalină cu zăbrele. Punct de vedere chimic, ozon - chiar oxidant mai puternic.

Oxigen - componentă a aerului

Distribuția oxigenare în natura foarte bine. Oxigenul se găsește în:

• roci și minerale;
• sare și apă dulce;
• sol;
• organisme vegetale și animale;
• aer, inclusiv atmosfera superioară.

Este evident că acestea sunt ocupate toate cochilie Pământului - litosfera, hidrosfera, atmosfera si biosfera. Deosebit de important este conținutul în compoziția aerului. La urma urmei, acest factor face posibil să existe pe formele noastre de viata planetei, inclusiv la oameni.

Compoziția aerului pe care îl respirăm, este extrem de eterogen. Acesta include în calitate de componente permanente și variabile. Prin preocuparea constantă și mereu prezent:

• dioxid de carbon;
• oxigen;
• azot;
• gaze nobile.

Variabilele pot include vapori de apă și de particule de praf gaze de eșapament (străine, produsele de combustie, putrezire, etc.), polenul plantelor, bacterii, fungi și altele.

Valoarea oxigenului în natură

Este foarte important cat de mult oxigen este în natură. Este cunoscut faptul că unii dintre sateliții planetelor (Jupiter, Saturn), urme slabe de acest gaz au fost descoperite, dar este clar că nu există nici o viață acolo. Pământul nostru are o cantitate suficientă, care, atunci când sunt combinate cu apa face posibilă să existe în toate organismele vii.

În plus, el este un membru activ al respirației, oxigen își petrece încă nenumărate reacții de oxidare care au ca rezultat energia eliberată pentru viață.

Principalii furnizori de acest gaz unic în natură sunt plante verzi și unele bacterii. Grație lor, a menținut un echilibru constant de oxigen și dioxid de carbon. În plus, ozonul construiește un scut protector pentru întregul Pământ, care nu permite să penetreze un număr mare de radiații UV distructive.

Numai anumite tipuri de organisme anaerobe (bacterii, ciuperci) sunt capabili să trăiască în afara atmosferei de oxigen. Cu toate acestea, ele sunt mult mai puțin decât cei care au într-adevăr nevoie de ea.

Utilizarea oxigenului și a ozonului în industria

Domeniul principal de utilizare a modificărilor alotropice oxigen la aceste industrii.

1. Metalurgie (pentru sudarea și tăierea metalelor).
2. Medicina.
3. Agricultura.
4. Ca propulsor.
5. Sinteza multor compuși chimici, inclusiv explozivi.
6. Curățarea și dezinfectarea apei.

Este dificil de nume cel puțin un proces care nu participă la această mare substanță unică de gaze - oxigen.