element oksygen er i den andre perioden VI-te viktigste gruppen av gamle kort versjon av det periodiske system.Under de nye standardene, nummerering - det er den 16. gruppen.Den tilsvarende vedtak ble gjort av IUPAC i 1988.Formelen av oksygen som en enkel substans - O2.Vurdere sine grunnleggende egenskaper, rolle i naturen og økonomien.La oss starte med de samme egenskapene av hele gruppen i det periodiske system, som ledes av oksygen.Element forskjellig fra beslektede chalcogens og vann er forskjellig fra hydrogen, kan forbindelsene med svovel, selen og tellur.Årsak alle kjennetegnene som finnes, bare for å lære om strukturen og egenskapene til atom.
chalcogen - relaterte elementer av oksygen
av lignende eiendommer av atomene danner en enkelt gruppe i det periodiske system.Oksygen ledes chalcogen familie, men skiller seg fra dem i en rekke eiendommer.
atommasse på oksygen - grunnleggeren av gruppen - er 16 a.e. m. chalcogen i dannelsen av forbindelser med hydrogen og metaller utøve sin vanlige oksidasjonstilstand -2.For eksempel, en blanding av vann (H2O), oksygen oksidasjonstall lik 2.
sammensetning typiske chalcogen hydrogenforbindelser har den generelle formel: N2R.Ved å løse disse stoffene dannes syrer.Bare hydrogenbinding oksygen - vann - har spesielle egenskaper.I henhold til konklusjonene fra forskere, er det en uvanlig substans er en meget svak syre, og en meget svak base.
svovel, selen og tellur er typisk positiv oksidasjonstilstand (4, 6) i forbindelser med oksygen, og andre ikke-metaller som har høy elektronegativitet (EO).Sammensetningen av oksydene chalcogen reflektere den generelle formel: RO2, RO3.De tilsvarende syrer har en struktur: H2RO3, H2RO4.
elementet tilsvarer enkle stoffer: oksygen, svovel, selen, tellur og polonium.De tre første medlemmene utviser metalliske egenskaper.Formula oksygen - O2.Allotropiske modifikasjoner av det samme element - ozon (O3).Begge versjonene er gasser.Svovel og selen - solid ikke-metaller.Tellur - metalloid substans, en dirigent av elektrisk strøm, polonium - metall.
Oksygen - den mest tallrike element
totale innholdet av atomer av et element i jordskorpen er ca 47% (vekt).Oksygen er funnet i fri form, eller som en del av flere forbindelser.Enkel substans, som har formelen av O2 er lagret i sammensetningen av atmosfæren, som utgjør 21% luft (i volum).Molekylært oksygen er oppløst i vann, er det mellom jordpartiklene.
Vi vet allerede at det er en annen form for eksistensen av samme grunnstoff i form av et enkelt stoff.Denne ozon - gass som produseres i en høyde på omtrent 30 km fra overflatelaget, ofte referert til som ozon skjermen.Oksygen kommer inn i vannmolekyler i de mange bergarter og mineraler, organiske forbindelser.
strukturen av atom av oksygen
periodiske tabell inneholder omfattende informasjon om oksygen:
- Antall element - 8.
- ansvaret for kjernen - åtte.
- totale antall elektroner - 8.
- E formel av oksygen - 1s22s22p4.
I naturen er det tre stabile isotoper, som har samme serienummer i den periodiske tabellen som er identisk med sammensetningen av protoner og elektroner, men forskjellige antall nøytroner.Isotoper er merket med det samme symbolet - O. For sammenligning diagram som viser sammensetningen av de tre isotoper av oksygen:
egenskaper av oksygen - et grunnstoff
På 2p undernivå av atomet har to uparede elektroner, noe som forklarer fremveksten av krefteroksidasjon -2 og +2.To sammenkoblede elektroner kan ikke kobles mot oksidasjon økt til fire, som svovel og andre chalcogen.Grunnen - Mangelen på gratis underlag.Derfor gjør forbindelsene grunnstoff ikke viser oksygen valens og oksydasjonstilstanden lik gruppenummeret i den korte versjonen av det periodiske system (6).Hans vanlige oksidasjonstall er -2.
Bare med fluoroksygen utstillinger ukarakteristisk positive oksydasjonstilstanden to.Verdien av EO to forskjellige styrker av ikke-metaller: EA (D) = 3,5;EE (F) = 4. Som et mer elektronegative element, fluor sterkt beholdt sine valenselektroner og trekker partikler på den ytre energinivået til oksygenatomet.Derfor, i reaksjonen med fluor er det oksygenreduserende middel mister elektroner.
Oxygen - en enkel substans
engelske oppdag D. Priestley i 1774 i løpet av forsøkene gassen som slippes ut fra nedbryting av kvikksølv oksid.To år tidligere, det samme stoffet i sin rene form var K. Scheele.Bare noen få år senere den franske kjemikeren Antoine Lavoisier fant at for gassen del av luften, og studerte egenskapene.Den kjemiske formelen for oksygen - O2.Ble reflektert i sammensetningen av opptaksmaterialet elektroner som deltar i dannelsen av et ikke-polart kovalent binding - Om :: om.Erstatt hver binding elektron par av én funksjon: D = D.Denne formel viser at de oksygenatomer i molekylet er forbundet med to felles par av elektroner.
Utføre enkle beregninger og finne ut hva som er den relative molekylvekt på oksygen: Mr (O2) = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Til sammenligning: Mr (. Air) = 29.Den kjemiske formel er forskjellig fra formel oksygen ozon ett oksygenatom.Derfor Mr (O3) = Ar (O) x 3 = 48. Ozon i oksygen er 1,5 ganger tyngre.Fysiske egenskaper
Oksygen - en gass uten farge, smak og lukt (ved standard temperatur og trykk lik atmosfæretrykk).Stoffet er noe tyngre enn luft;Det er oppløselig i vann, men i små mengder.Smeltepunkt oksygen er negativ og er -218,3 ° C.Det punkt ved hvilket det flytende oksygenet omdannes tilbake til gass - er dens kokepunkt.For molekyler av O2 verdien av fysisk kvantitet når -182,96 ° C.De flytende og faste oksygen får en lys blå farge.
produsere oksygen i laboratoriet
Ved oppvarming oksygenholdige stoffer slik som kaliumpermanganat, står fargeløs gass som kan samles i en kolbe eller prøverør.Hvis du tar inn ren oksygen fakkelen tent, brenner det mer lyst enn i luften.To andre laboratoriemetode for fremstilling av oksygen - spaltning av hydrogenperoksyd og klorat, kalium (kaliumklorat).Betrakt kretsanordning, som brukes for den termiske spaltning.
rør eller rundkolbe som er nødvendig for å helle litt kaliumklorat, lukker proppen med et gassutløpsrør.Det skal sendes til den andre enden (vannet) i kolben vippet opp ned.Halsen bør sløyfes i et glass eller støpeformen fylt med vann.Ved oppvarming rør, oksygen Berthollet salt.Idet han gikk inn i damprøret inn i kolben, fortrenger vann fra den.Når pæren er fylt med gass, er den stengt under vann stopper og omvendt.Oppnådd i dette laboratorieeksperiment, kan oksygen anvendes for å studere de kjemiske egenskapene til den enkle substans.
Burning
Hvis forbrenning er utført i laboratoriet av stoffer i oksygen, er det nødvendig å kjenne til og overholde brannforskrifter.Hydrogen forbrennes øyeblikkelig i luften, blandet med oksygen i et forhold på 2: 1, er det eksplosivt.Forbrennings stoffer i ren oksygen er mye mer intens enn i luften.Grunnen til dette fenomenet er sammensetningen av luften.Oksygen i luften er noe større andel av 1/5 (21%).Forbrenning - en reaksjon stoffer med oksygen, noe som resulterer i dannelsen av forskjellige produkter, hovedsakelig metalloksider, og ikke-metaller.Brann-farlig blanding av O2 med brennbare stoffer, i tillegg, kan de resulterende forbindelser være giftig.
brennende stearinlys vanlige (eller kamper), ledsaget av dannelse av karbondioksid.Det neste forsøket kan gjøres hjemme.Når du brenner produktet under en glasskrukke eller store glass, deretter slutte å brenne en gang fortært all oksygen.Nitrogen støtter ikke forbrenning og respirasjon.Karbondioksid - oksydasjonsprodukt - ikke lenger reagerer med oksygen.Clear kalk vann kan oppdage tilstedeværelsen av karbondioksid etter brenning stearinlys.Dersom forbrenningsproduktene passere gjennom kalsiumhydroksid, blir oppløsningen uklar.En kjemisk reaksjon mellom kalk vann og karbondioksid, den resulterende uløselige kalsiumkarbonat.
oksygen produksjon i industriell skala
Billigste prosessen som fås gratis luftmolekyler O2, ikke er knyttet til en kjemisk reaksjon.I industrien, for eksempel i stålverk, er luften ved en lav temperatur og høyt trykk flytendegjort.Disse essensielle komponenter av den atmosfære slik som nitrogen og oksygen koker ved forskjellige temperaturer.Separate luftblanding med gradvis oppvarming til omgivelsestemperatur.Vennligst stå nitrogen molekyl, og deretter oksygen.Metoden for separasjon basert på forskjellige fysikalske egenskaper av enkle stoffer.Formel enkel substans av oksygen er den samme som den var før kjøling og kondensering av luft - O2.
Som et resultat av noen av elektrolysereaksjonen, også oksygen, er det samlet inn over den tilsvarende elektrode.Gass industrielle behov, byggefirmaer i store volumer.Oksygenforbruk er stadig økende, spesielt må den kjemiske industrien.Lagret produkt gass til industrielle og medisinske formål i stålflasker, utstyrt med en markering.En oksygentank farget i blått eller blå for å skille det fra andre flytende gass - nitrogen, metan, ammoniakk.
kjemiske beregninger av formler og ligninger reaksjoner som involverer O2 molekyler
tallverdien av den molare massen av oksygen sammenfaller med en annen verdi - relativ molekylmasse.Bare i det første tilfellet, den foreliggende enhet.I korthet formel stoffer oksygen, og dens molekylvekt er for å bli skrevet som: M (O2) = 32 g / mol.Under normale omstendigheter, I beg enhver gass som svarer til volumet av 22,4 liter.Derfor en mol O2 - er 22,4 liter rusmiddel 2 mol O2 - 44,8 liter.I ligningen for reaksjonen mellom hydrogen og oksygen kan sees at reaksjonen av 2 mol hydrogen og et mol oksygen:
reaksjoner som involverer ett mol hydrogen, mengden av oksygen på 0,5 mol • 22,4 l / mol = 112 liter.
rolle O2 molekyler i naturen og menneskelivet
oksygen forbrukes av levende organismer på jorda, og er involvert i sirkulasjon av stoffer i overkant av 3 milliarder år.Dette er den viktigste substans for åndedrett og metabolisme, ved hjelp av dekomponeringen av molekyler av næringsstoffer syntetiseres av kroppen trenger energi.Oksygen er stadig forbrukes i verden, men sine reserver etterfylles gjennom fotosyntesen.Russisk forsker K. Timiryazev mente at på grunn av denne prosessen er det fortsatt liv på planeten vår.
Rollen av oksygen i naturen og økonomi:
- absorberes i prosessen med åndedrett av levende organismer;
- involvert i reaksjonene til fotosyntesen i planter;
- inngår i sammensetningen av organiske molekyler;
- prosesser av forråtnelse, gjæring, rust fortsette med hjelp av oksygen, som fungerer som et oksidasjonsmiddel;
- anvendes for å fremstille verdifulle produkter av organisk syntese.
Flytende oksygenflasker som brukes til sveising og skjæring metaller ved høye temperaturer.Disse prosessene er utført på maskinlesbart bygge fabrikker i transport- og byggefirmaer.For arbeid under vann, underground, i stor høyde i et vakuum trenger også folk i molekyler av O2.Oksygen pute brukes i medisin for å berike sammensetningen av luften pustes inn av mennesker som er syke.Gass til medisinske formål forskjellige fra nesten fullstendig mangel på tekniske urenheter, lukt.
oksygen - den ideelle oksideringsinnretning
kjente forbindelser av oksygen med alle de kjemiske elementene i det periodiske system, med unntak av de første medlemmene av familien av edelgasser.Mange stoffer som umiddelbart reagerer med O-atomer, med unntak av halogener, gull og platina.Av stor betydning er fenomener som involverer oksygen, noe som er ledsaget av frigjøring av lys og varme.Slike prosesser er mye brukt i hjem og industri.I metallurgi, er malm samspill med oksygen kalles avfyring.Pre-jord malm blandes med oksygenanriket luft.Ved høye temperaturer gjenvinning av metaller fra sulfid til enkle stoffer.Den oppnådde jern og noen ikke-jernholdige metaller.Tilstedeværelsen av ren oksygen øker hastigheten av teknologiske prosesser i ulike grener av kjemi, teknologi og metallurgi.
sten av billig fremgangsmåte for fremstilling av oksygen fra luft ved separering i komponenter ved lave temperaturer stimulerte utviklingen av mange områder av industriell produksjon.Kjemikere tror O2 molekyler og O atomer ideelle oksidasjonsmidler.Dette er naturlige materialer, de er stadig fornyes i naturen, ikke forurenser miljøet.I tillegg kjemiske reaksjoner som involverer oksygen ofte ender med en syntese av enda en naturlig og sikkert produkt - vann.Rollen av O2 i fjerning av giftige industrielt avløpsvann fra urenheter.I tillegg til oksygen, blir det brukt til desinfeksjon av allotropic modifikasjon - ozon.Denne enkle stoffet besitter høy oksiderende aktivitet.Når vannet ozonation brytes forurensing.Ozon er også skadelig effekt på sykdomsfremkallende mikroflora.
