element zuurstof in de tweede periode VI-th belangrijkste groep oude korte versie van het periodiek systeem.Onder de nieuwe normen, nummering - het is de 16-groep.De overeenkomstige beslissing werd genomen door IUPAC in 1988.De formule van zuurstof als een eenvoudige substantie - O2.Denk aan de fundamentele eigenschappen, rol in de natuur en de economie.Laten we beginnen met de kenmerken van de gehele groep van het periodiek systeem, dat wordt geleid door zuurstof.Element verschilt van verwante chalcogenen en water verschilt van waterstof de verbindingen met zwavel, seleen en telluur.Omdat alle kenmerken te vinden, om informatie over de structuur en eigenschappen van het atoom.
chalcogeen - gerelateerde elementen zuurstof
van vergelijkbare eigenschappen van de atomen vormen één groep in het periodiek systeem.Zuurstof wordt geleid chalcogeen familie, maar verschilt van hen in een aantal eigenschappen.
atomaire massa van zuurstof - de oprichter van de groep - 16 a.e. m. chalcogeen- in de vorming van verbindingen met waterstof en metalen oefenen hun gebruikelijke oxidatietoestand van -2.Bijvoorbeeld, een samenstelling van water (H2O), zuurstof oxidatiegetal gelijk aan 2.
samenstelling typisch chalcogeen waterstof verbindingen heeft de algemene formule: N2R.Door oplossen van deze stoffen ontstaan zuren.Alleen waterstofbruggen zuurstof - water - heeft speciale eigenschappen.Volgens de conclusies van de onderzoekers, is een ongewone stof is een zwak zuur en een zwakke base.
zwavel, seleen en telluur typische positieve oxidatietoestand (4, 6) in verbindingen met zuurstof en andere niet-metalen met hoge elektronegativiteit (EO).De samenstelling van de oxiden chalcogeen- met de algemene formule: RO2, RO3.De overeenkomstige zuren hebben een structuur: H2RO3, H2RO4.
element correspondeert met eenvoudige stoffen: zuurstof, zwavel, seleen, telluur en polonium.De eerste drie leden vertonen metalen eigenschappen.Formula zuurstof - O2.Allotrope wijziging van hetzelfde element - ozon (O3).Beide versies zijn gassen.Zwavel en selenium - solide niet-metalen.Tellurium - metalloïde stof, een geleider van elektrische stroom, polonium - metaal.
Oxygen - het meest voorkomende element
totale inhoud van atomen van een element in de aardkorst is ongeveer 47% (in gewicht).Zuurstof wordt in de vrije vorm, of als onderdeel van meerdere verbindingen.Simple stof, waarvan de formule O2 opgeslagen in de samenstelling van de atmosfeer, vormt 21% lucht (volume).Moleculaire zuurstof wordt opgelost in water, is tussen de gronddeeltjes.
We weten dat al kunnen andere bestaan van hetzelfde chemische element in de vorm van een eenvoudige substantie.Deze ozon - gas geproduceerd op een hoogte van ongeveer 30 km van de oppervlaktelaag, vaak aangeduid als ozon scherm.Zuurstof komt de watermoleculen in de vele stenen en mineralen, organische verbindingen.
structuur van het atoom van zuurstof
Periodiek systeem bevat uitgebreide informatie over zuurstof:
- Aantal element - 8.
- lading van de kern - acht.
- totaal aantal elektronen - 8.
- E formule van zuurstof - 1s22s22p4.
In de natuur zijn er drie stabiele isotopen, die hetzelfde serienummer van het periodiek systeem dat identiek is aan de samenstelling van protonen en elektronen maar verschillende aantallen neutronen hebben.Isotopen worden aangeduid met hetzelfde symbool - O. Ter vergelijking tonende de samenstelling van de drie isotopen van zuurstof:
eigenschappen zuurstof - een chemisch element
Op 2p subniveau van het atoom twee ongepaarde elektronen, die het ontstaan van krachten verklaartoxidatie -2 en +2.Twee gepaarde elektronen kunnen niet los oxidatie verhoogd tot 4, zoals zwavel en andere chalcogeen.De reden - gebrek aan vrije sublaag.Daarom is de verbindingen met het chemische element vertonen zuurstof valentietoestand en oxidatietoestand gelijk is aan het groepsnummer op korte versie van het periodiek systeem (6).Zijn gebruikelijke oxidatie nummer -2.
Alleen met fluor zuurstof vertoont ongebruikelijk positieve oxidatietoestand van +2.De waarde van EO twee verschillende sterkten van niet-metalen: EA (D) = 3,5;EE (F) = 4. Als een elektronegatieve element, fluor sterk behielden hun valentie elektronen en trekt de deeltjes op het buitenste energieniveau van het zuurstofatoom.Daarom is in de reactie met fluor is zuurstof reductiemiddel elektronen verliest.
Zuurstof - een eenvoudige stof
Engels ontdekkingsreiziger D. Priestley in 1774 in de loop van de experimenten het gas uitgestoten bij de ontbinding van kwikoxyde.Twee jaar eerder, dezelfde stof in zijn zuivere vorm was K. Scheele.Slechts een paar jaar later de Franse chemicus Antoine Lavoisier gevonden dat voor het gas deel van de lucht, en studeerde eigenschappen.De chemische formule voor zuurstof - O2.Werd weerspiegeld in de samenstelling van het registratiemateriaal de elektronen die deelnemen aan de vorming van een niet-polaire covalente binding - ongeveer :: Over.Vervang elk bindend elektronenpaar van één kenmerk: D = D.Deze formule laat zien dat de zuurstof atomen in het molecuul zijn verbonden door twee gemeenschappelijke elektronenparen.
Voer eenvoudige berekeningen en bepalen wat de relatieve moleculaire massa van zuurstof: de heer (O2) = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Ter vergelijking: de heer (. Lucht) = 29.De chemische formule anders formule zuurstof ozon één zuurstofatoom.Vandaar dat de heer (O3) = Ar (O) x 3 = 48. Ozon in zuurstof is 1,5 keer zwaarder.Fysische eigenschappen
Zuurstof - een gas zonder kleur, smaak en geur (bij standaard temperatuur en druk die gelijk is aan de atmosferische druk).De stof is iets zwaarder dan lucht;Het oplosbaar in water, maar in kleine hoeveelheden.Smeltpunt zuurstof is negatief en is -218,3 ° C.Het punt waar de vloeibare zuurstof opnieuw omgezet in gas - is het kookpunt.Voor moleculen van O2-waarde van de fysieke hoeveelheid ° C bereikt -182,96De vloeibare en vaste zuurstof krijgt een lichtblauwe kleur.
produceren zuurstof in het laboratorium
Bij verhitting, zuurstofhoudende stoffen zoals kaliumpermanganaat, staat kleurloos gas dat kan worden opgevangen in een fles of een reageerbuis.Als u brengen zuivere zuurstof toorts ontstoken, het brandt helderder dan in de lucht.Twee andere laboratorium methode voor het produceren van zuurstof - afbraak van waterstofperoxide en chloraat, kalium (kaliumchloraat).Beschouw de schakelinginrichting die wordt gebruikt voor de thermische ontleding.
de buis of rondbodemkolf moet iets kaliumchloraat gieten, sluit de stop met een gasuitlaatbuis.Het moet aan het andere uiteinde (het water) in de schuine kolf verzonden kop.De hals moet worden weggelaten in een glas of mal gevuld met water.Bij verhitting buizen, zuurstof Berthollet zout.Toen hij de damp buis in de kolf, het verplaatsen van water uit het.Wanneer de lamp is gevuld met gas, wordt het gesloten onder het water stop en omgekeerd.Aldus verkregen laboratoriumexperiment kan zuurstof worden toegepast om de chemische eigenschappen van de eenvoudige onderzoeken stof.
Burning
Als de verbranding in het laboratorium van stoffen in zuurstof wordt uitgevoerd, is het noodzakelijk om te weten en te voldoen aan brandvoorschriften.Waterstof wordt onmiddellijk verbrand in de lucht, gemengd met zuurstof in een verhouding van 2: 1, is explosief.Verbranding stoffen in zuivere zuurstof veel intenser dan in de lucht.De reden hiervoor is de samenstelling van de lucht.Zuurstof in de lucht is iets groter deel van 1/5 (21%).Verbranding - reactie met zuurstof stoffen, resulterend in de vorming van verschillende producten, voornamelijk metaaloxiden en niet-metalen.Brandgevaarlijke mengsel van O2 met brandbare stoffen, bovendien, de verkregen verbindingen kunnen giftig zijn.
Brandende Kaarsen gebruikelijke (of wedstrijden), vergezeld door de vorming van kooldioxide.Het volgende experiment kan thuis worden gedaan.Bij het branden van het product onder een glazen pot of een grote glazen, dan stoppen branden zodra verbruikt alle zuurstof.Stikstof ondersteunt geen verbranding en ademhaling.Kooldioxide - oxidatie product - niet meer reageert met zuurstof.Helder kalk water kan de aanwezigheid van kooldioxide te detecteren na het branden kaarsen.Indien de verbrandingsproducten pass calciumhydroxide, de oplossing troebel.Een chemische reactie tussen kalk water en kooldioxide, het verkregen onoplosbare calciumcarbonaat.
zuurstof productie op industriële schaal
Goedkoopste proces waarbij vrij van luchtmoleculen verkregen O2, is niet geassocieerd met een chemische reactie.In de industrie, bijvoorbeeld in de staalfabrieken, de lucht bij een lage temperatuur en hoge druk vloeibaar.Deze essentiële bestanddelen van de atmosfeer zoals stikstof en zuurstof koken bij verschillende temperaturen.Afzonderlijke luchtmengsel met geleidelijke verwarming tot kamertemperatuur.Gelieve staan stikstof molecuul, en dan zuurstof.De scheidingsmethode basis van verschillende fysische eigenschappen van enkelvoudige stoffen.Formule eenvoudige stof van zuurstof is hetzelfde als het was voor de koeling en het vloeibaar maken van lucht - O2.
Daardoor sommige elektrolysereactie ook zuurstof, het is verzameld op de overeenkomstige elektrode.Gas industriële behoeften, bouwbedrijven in grote volumes.Zuurstofverbruik wordt steeds groter, vooral nodig heeft van de chemische industrie.Opgeslagen product gas voor industriële en medische doeleinden in stalen cilinders, voorzien van een markering.Een zuurstoftank gekleurd in het blauw of blauw om het te onderscheiden van andere vloeibaar gas - stikstof, methaan, ammoniak.
initio berekeningen van formules en vergelijkingen reacties waarbij O2 moleculen
numerieke waarde van de molaire massa van zuurstof valt samen met een andere waarde - relatieve molecuulmassa.Alleen in het eerste geval het onderhavige apparaat.Kort formule stoffen zuurstof en de molaire massa worden geschreven als: M (O2) = 32 g / mol.Onder normale omstandigheden, ik smeek elke gas overeenkomt met het volume van 22,4 liter.Vandaar, 1 mol O2 - is 22,4 liter stof 2 mol O2 - 44,8 liter.Bij de vergelijking van de reactie tussen waterstof en zuurstof kan worden gezien dat de omzetting van 2 mol waterstof en één mol zuurstof:
reacties waarbij één mol waterstof, de hoeveelheid zuurstof van 0,5 mol • 22,4 l / mol = 112 liter.
rol van O2 moleculen in de natuur en mensenleven
verbruikte zuurstof levende organismen op aarde, en is betrokken bij het verkeer van stoffen van meer dan 3 miljard jaar.Dit is de belangrijkste stof ademhaling en metabolisme, met behulp van de ontleding van de moleculen van voedingsstoffen gesynthetiseerd door het lichaam energie nodig.Zuurstof voortdurend verbruikt in de wereld, maar de reserves worden aangevuld door fotosynthese.Russische wetenschapper K. Timiryazev geloofde dat als gevolg van dit proces is er nog steeds leven op onze planeet.
De rol van zuurstof in de natuur en economie:
- in het proces van de ademhaling geabsorbeerd door levende organismen;
- betrokken bij de reacties van fotosynthese in planten;
- in de samenstelling van organische moleculen;
- processen van verval, gisting, roest gaan met de hulp van zuurstof, als een oxidant;
- gebruikt om waardevolle producten van de organische synthese te produceren.
Vloeibare zuurstof cilinders gebruikt voor het lassen en snijden van metalen bij hoge temperaturen.Deze processen worden uitgevoerd op de machine-gebouw fabrieken in het transport en de bouw bedrijven.Voor werk onder water, ondergronds, op grote hoogte in een vacuüm moet ook mensen in de moleculen van O2.Zuurstof hoofdkussen gebruikt in de geneeskunde om de samenstelling van de lucht ingeademd door mensen die ziek verrijken.Gas voor medische doeleinden anders dan het nagenoeg volledig ontbreken van technische onzuiverheden, geur.
zuurstof - het ideale oxidator
bekende verbindingen met zuurstof met de chemische elementen van het periodiek systeem, behalve de eerste leden van de familie van edelgassen.Veel stoffen direct reageren met de O-atomen, met uitzondering van halogenen, goud en platina.Van groot belang zijn verschijnselen met zuurstof, die gepaard gaan met het vrijkomen van licht en warmte.Dergelijke processen worden veel gebruikt in het huis en de industrie.In de metallurgie, wordt erts interactie met zuurstof noemde het afvuren.Voorgemalen erts gemengd met zuurstof verrijkte lucht.Bij hoge temperaturen is de terugwinning van metalen uit sulfide tot eenvoudige stoffen.De verkregen ijzer en enige non-ferrometalen.De aanwezigheid van zuivere zuurstof verhoogt de snelheid van technologische processen in verschillende takken van de chemie, technologie en metallurgie.
komst van goedkope werkwijze voor het produceren van zuurstof uit lucht door scheiding in componenten bij lage temperaturen stimuleerde de ontwikkeling van vele verwerkende industrieën.Chemici geloven O2 moleculen en O atomen ideale oxidatiemiddelen.Dit zijn natuurlijke materialen, ze worden voortdurend vernieuwd in de natuur, niet het milieu vervuilen.Daarnaast, chemische reacties met zuurstof vaak eindigen met een synthese van nog een natuurlijk en veilig product - water.De rol van O2 in de verwijdering van giftig industrieel afvalwater van onzuiverheden.Naast zuurstof, wordt het gebruikt voor de desinfectie van allotropic modificatie - ozon.Deze eenvoudige stof bezit hoge oxiderende activiteit.Wanneer het water ozonation ontleden stoffen.Ozon is ook schadelijk effect op pathogene microflora.
