בין החומרים על פני כדור הארץ תופס מקום מיוחד שמספק חיים - גז חמצן.זה היה הופכת את נוכחותו כוכב הלכת שלנו ייחודי בין כל האחרים, במיוחד.בשל מהותו של העולם חי יצורים יפים: צמחים, בעלי חיים, אנשים.חמצן - זה אין לו תחליף לחלוטין, ייחודי ומאוד חשוב חיבור.אז אנחנו מנסים לברר מה זה, מה מאפיינים יש.חמצן אלמנט
: אפיון
לתאר את המיקום של תחילת האלמנט במערכת התקופתית.ניתן לעשות זאת בכמה נקודות.
- מספר - 8. מסה אטומית
- - 15.99903.
- ממוקם בקבוצה השישית של תת-הקבוצה העיקרית של התקופה השנייה.תשלום
- של הגרעין - שמונה, מספר הפרוטונים - 8, אלקטרון - 8 ניטרונים - 8. לפיכך, מספר כפול קסם, ולכן יש יציבות של הצורות העיקריות של 16O איזוטופ.שם
- הלטיני של היסוד - חמצן.רוסי - חמצן הוא השם בא מן "לידת החומצה."יש גם מילה נרדפת, חמצנית מכונה לעתים.תשומת לב מיוחדת
ניתנת הניתוח של המבנה האלקטרוני של האטום, כפי שמוסבר ביציבות של המולקולה ולהציג תכונות פיסיקליות וכימיות.מבנה
של התצורה האלקטרונית מולקולת
של האטומים מיוצגים על ידי 1s22s22p4 נוסחה.מרשימה זו ניתן לראות כי עד להשלמת רמת האנרגיה וחמצן שמיניית יצירה הבטיח חסר שני אלקטרונים.זה מסביר המאפיינים הבאים שלה: מולקולה דו אטומית
- של חמצן;חמצון -2 אלמנט
- תמיד (למעט תחמוצת תחמוצות ופלואור, שבו הוא השתנה ל 1 ו -2, בהתאמה);
- הוא מחמצן חזק;
- מגיב אפילו בתנאים רגילים בקלות;
- מסוגל ליצור תרכובות נפץ.
עכשיו רואה את השאלה של המבנה.כמולקולת החמצן נוצר?ראשית, המנגנון של היווצרות אי-קוטבית קוולנטיים, זאת היא על ידי שיתוף אלקטרונים כל אטום.לפיכך, קשר קוולנטי קוטבי גם.עם זאת, זה כפול, שכן יש כל אטום שני אלקטרונים מזווגים ברמה החיצונית.זה יכול להיות קל מאוד להציג את מה שנראה כמו חמצן.הנוסחה היא: O 2 או מ = O.
בשל נוכחותה של מערכת יחסים כזו היא מולקולה יציבה מאוד.לתגובות רבות מעורבות זה דורש תנאים מיוחדים: pressurizing, חימום, שימוש בזרזים.
כחמצן הוא יסוד כימי - אטום יש שלושה איזוטופים יציבים קיימים בטבע.מספרי המסה שלהם הם בהתאמה 16, 17, 18. עם זאת, אחוז שונה מאוד, כ% 16 O 99.759, ופחות מ -0.5% הנותרים.לכן, האיזוטופ הנפוץ והיציב ביותר - זה של מספר מסת 16.
חמצן חומר פשוט אם אנחנו מדברים על האלמנט הזה כחיבור פשוט, אתה צריך לייעד את המדינה הכוללת מייד בתנאים רגילים.חמצן - גז שאין טעם, אין צבע, אין ריח.מולקולה דו אטומית, שהוא החומר הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ, לאחר שהמימן והליום גז האציל.
יש גם מדינות אחרות של צבירה של החומר.לפיכך, בטמפרטורות מתחת לאפס חמצן -1830S מרוכז לנוזל כחול יפה.אם תחרוג -2000S הסף, תור הנוזל לתוך גבישים כחולים בהירים בצורת מחט monoclinic.
סך הכל יש שלושה סוגים עיקריים של קיומו של חמצן במצב המוצק.טופס
- אלפא (α-O2).יש בטמפרטורה מתחת ל -200 0C.Beta-צורת
- (β-O2).טווח טמפרטורות -200-4000S.
- Gamma-צורה (γ-O2).המרווח מ-400 ל-5000S.חמצן
- זה הוא אחד מהפליטות החשובות ומשמעותיות ביותר.לא רק לחיים של יצורים חיים על פני כדור הארץ, אלא גם לטבע באופן כללי.כמעט מינרלים טבעיים או מתחם, שבו הוא לא נכנס כמרכיב.
ההיסטוריהשל גילוי האזכור הראשון
של העובדה שבאוויר יש כל גז שתומך בתהליכי בעירה, הופיעה במאה השמיני.אבל אז לחקור אותו, להוכיח את קיומו ולגלות שלא הייתה אפשרות טכנית.רק אחרי כמעט שנות האלפיים, במאה שמונה העשרה זה נעשה דרך העבודה של כמה מדענים.
- 1,771 קרל Scheele הוקם באופן אמפירי את הרכב באוויר ומצא כי הגז העיקרי שני - זה חמצן וחנקן.
- פייר Bayen ביצוע ניסויים על הפירוק של כספית ותחמוצת כספית ורשמית רושמת את התוצאות.
- 1,773 Scheele נפתח רשמית חמצן האלמנט, אבל לא מקבל את זה בצורה טהורה.
- 1,774 פריסטלי ללא קשר Scheele עושה את אותו הדבר כמו שהוא פתח, ומקבל פירוק חמצן טהור של תחמוצת כספית.
- 1,775 אנטואן לבואזיה נותנת את שמו של רכיב זה והופכת את התאוריה של בעירה שנמשכה יותר ממאה שנים.
- 1,898 תומפסון עושה חברה חושבת על העובדה שהחמצן באוויר יכול לגרום בגלל הפליטה הגדולה של פחמן דו-חמצני לאטמוספרה.
- באותה השנה Timiryazev מוכיח את ההפך, כפי שהוא מסביר כי ספק החמצן הם צמחים ירוקים של כדור הארץ.
כך, נודע כי הוא חמצן, שהוא חשוב ומשמעותי לחייו של גז זה.ברגע שלמד את כל התכונות הפיסיקליות וכימיות של החומר, שיטות נחשבות להכנתו, נספרו תוכן משוער במים, של קרום כדור הארץ, אווירה ובמקומות אחרים על פני כדור הארץ.תכונות פיסיקליות
להציג את הפרמטרים פיזיים הבסיסיים, אשר יכול להיות מאופיין על ידי המתחם האובייקטיבי.חמצן
- - הגז בתנאים רגילים, שהוא חלק בלתי נפרד מהאוויר (21%).אין לה צבע, טעם וריח.קל מאוויר, הוא מסיס היטב במים.
- פעיל לספוג פחמן אבקות ומתכת, חומרים אורגניים מסיסים.
- נקודת רתיחה של -1830S.
- התכת -218,350S.צפיפות
- של .0014 g / cm3.
- הקריסטל מולקולרי.יש חמצן
מאפייני פאראמגנטיים במצב הנוזלי.תכונות כימיות
רק גז שיקול כיצד פעיל, איך שהוא מתנהג בתגובות עם חומרים אחרים, מספרת כימיה.חמצן הוא מסוגל לממש מידה מסוימת של חמצון, אם כי הנפוץ ביותר הוא -2, אשר הנחה היא להיות קבוע.בנוסף הוא נמצא תרכובות שבערכים הבאים:
- -1;
- -0,5;
- -1 / 3;
- +0,5;
- +1;
- +2.פעילות
הכימית בשל הזיקה האלקטרונית הגבוהה, שכן הערך של אלקטרושליליות על פאולינג הייתה 3.44.רק בפלואוריד הגבוה (4).לכן, חמצן הוא סוכן חמצון חזק.במקביל, תגובות חמצון חזק עם יותר מתנהגת כמו reductant, מראה מצב חמצון חיובי.לדוגמא, O תחמוצת פלואור 2 + F2-.
יש מספר עצום של תרכובות הכוללות חמצן.אלה הם הסוגים של חומרים כגון: תחמוצות
- ;תחמוצות
- ;ozonides
- ;סופראוקסיד
- ;חומצת
- ;בסיס
- ;מלח
- ;מולקולות אורגניות
- .
עם כל חמצן האלמנטים יכול להגיב בתנאים רגילים, פרט למתכות, הליום, ניאון יקר וארגון והלוגן.עם גזים אצילים, הוא לא מגיב בשום אופן.תעשיית
הכנת תוכן חמצן
באוויר והמים הוא כל כך גדול (21 ו -88% בהתאמה), בדרך התעשייתית העיקרית של הסינתזה שלה היא זיקוק חלקי של אוויר נוזלי ואלקטרוליזה של מים.
משמש לרוב בשיטה הראשונה.זה ניתן להבחין מהאוויר הרבה גז.עם זאת, זה לא לגמרי ברור.אם המוצר דורש איכות גבוהה יותר, ולאחר מכן אפשר לתהליכי אלקטרוליזה השבץ.חומר הגלם למטרה זו הוא מים או אלקלי.נתרן הידרוקסידי או אשלגן משמש להגדיל את כוחו של מוליכות החשמלית של הפתרון.באופן כללי, את המהות של התהליך מצטמצמת לפירוק של מים.
שהתקבל במעבדה
בין טכניקות המעבדה הפכה שיטה נפוצה של טיפול בחום: תחמוצות
- ;מלחי
- של חומצות המכיל חמצן.טמפרטורות גבוהות
ב, הם מתפרקים עם שחרורו של חמצן גזים.לזרז את התהליך לעתים קרובות תחמוצת מנגן (IV).לאסוף עקירת חמצן של מים, ולגלות - עשן קיסם.כפי שאתם יודעים, באווירה של להבת חמצן מתלקח במאור פנים.
חומר נוסף המשמש לייצור חמצן בשיעורי כימיה בבית ספר - מי חמצן.גם פתרון 3% תחת הפעולה של הזרז מתפרק באופן מיידי כדי לשחרר את הגז הטהור.זה חייב להיות זמן לאסוף.הזרז היה זהה - תחמוצת מנגן MnO2.
בין מלחים הם נפוצים ביותר: chlorate מלח או אשלגן
- bertoletova
- ;
- permanganate אשלגן או permanganate אשלגן.
כדי לתאר את התהליך, אתה יכול להביא את המשוואה.חמצן משתחרר מספיק לצרכי המעבדה ומחקר:
2KClO3 = 2KCl + 3O2 ↑.שינוי allotropic
של
החמצן יש שינוי allotropic אחד, שהוא חמצן.הנוסחה של תרכובת זו O3, זה נקרא אוזון.גז זה, אשר מופק בטבע כאשר הם נחשפים לקרינת האולטרה סגולה וברקים בחמצן באוויר.שלא כמו רוב O2, יש אוזון ריח נעים של רעננות כי הוא חש באוויר אחרי הגשם עם ברקים ורעמים.הבדל
של חמצן ואוזון הוא לא רק מספר האטומים במולקולה, אך במבנה של הסריג הגבישי.כימי, אוזון - אפילו חמצון חזק יותר.חמצן
- רכיב של האוויר עם
החמצן מורחים טוב מאוד בטבע.חמצן נמצא ב: סלעי
- ומינרלים;מלח ומים מתוקים
- ;אדמת
- ;צמחים ובעלי חי אורגניזמים
- ;אוויר
- , כולל האטמוספרה העליונה.
ברור, הם עסוקים כל הפגז של כדור הארץ - הליתוספרה, ההידרוספרה, האווירה והביוספרה.חשוב במיוחד הוא התוכן בהרכב האוויר.אחרי הכל, גורם זה מאפשר להתקיים בצורות החיים על הפלנטה שלנו, כולל בני אדם.הרכב
של האוויר שאנו נושמים, הם מאוד הטרוגנית.זה כולל גם את המרכיבים ומשתנים קבועים.על ידי דאגה מתמדת ונוכחת אי פעם:
- פחמן דו חמצני;חמצן
- ;חנקן
- ;גזים אצילים
- .משתני
כוללים אדי מים, אבק, גזים זרים (מוצרי פליטה של בעירה, נרקב, וכו '), אבקת צמח, חיידקים, פטריות ואחרות.ערך
של חמצן בטבע
חשוב מאוד כמה חמצן הוא בטבע.זה ידוע שחלק הלוויינים של כוכבי הלכת הגדולים (צדק, שבתאי) התגלו כמויות זעירות של גז, אבל ברור שאין חיים.יש כדור הארץ שלנו כמות מספקת, אשר בשילוב עם מים מאפשרת להתקיים בכל יצורי החיים.
בנוסף, הוא חבר פעיל בנשימת חמצן עדיין מבלה אינספור תגובות חמצון המביא לאנרגיה המשתחררת לכל חיים.ספקים עיקריים
גז ייחודי זה בטבע הם צמחים ירוקים וחיידקים מסוימים.הודות להם, לשמור על איזון מתמיד של חמצן ופחמן דו חמצני.בנוסף, אוזון בונה מגן על כדור הארץ כולו, שאינו מאפשר שפע של קרינת אולטרה סגולה הרסנית.
רק סוגים מסוימים של אורגניזמים אנאירובי (חיידקים, פטריות) הם מסוגל לחיות מחוץ לאטמוספרה של חמצן.עם זאת, הם הרבה פחות מאלה שבאמת צריכים את זה.שימוש
של חמצן ואוזון בתעשיית שינויי allotropic העיקרי
של השימוש בחמצן בתעשייה כדלקמן.
- מטלורגיה (לריתוך וחיתוך מתכות).
- רפואה.
- חקלאות.
- כדלק טילים.סינתזת
- של תרכובות כימיות רבות, כוללים חומרי נפץ.
- ניקוי וחיטוי של מים.
לשם תהליך קשה לפחות אחד שלא לוקח חלק מהגז הגדול הזה, מרכיב ייחודי - חמצן.
