elementem tlenu jest w drugim okresie VI-tej głównej grupy starej wersji krótkiej układu okresowego.Zgodnie z nowymi normami, numeracja - to jest 16 grup.Odpowiednia decyzja została podjęta przez IUPAC w 1988 roku.Wzór tlenu jako substancję prostą - O2.Należy rozważyć jego podstawowe właściwości, rola w przyrodzie i gospodarce.Zacznijmy od charakterystyki całej grupy układu okresowego pierwiastków, który jest kierowany przez tlen.Element różni się od pokrewnych chalcogens i wody jest inny niż atom wodoru, związki siarki, selenu i telluru.Bo wszystkie cechy można znaleźć, tylko się dowiedzieć o strukturze i właściwościach atomu.
tlenowce - elementy związane z
tlenupodobnych właściwościach atomów tworzą jedną grupę w układzie okresowym.Tlenu kieruje tlenowce rodziny, ale różni się od nich w kilku własności.
masa atomowa tlenu - założyciel grupy - jest 16 a.e. m. tlenowce w tworzeniu związków z wodorem i metali wywierają zwykle stan utlenienia -2.Na przykład, kompozycja wody (H2O), stopień utlenienia tlenu równe 2.
kompozycji typowe związki tlenowce wodoru ma ogólny wzór: N2R.Przez rozpuszczenie tych substancji tworzą kwasy.Tylko wodoru wiązania tlenu - woda - ma specjalne właściwości.Zgodnie z wnioskami naukowców, jest to niezwykła substancja jest kwasem bardzo słabe i bardzo słabe bazowej.
siarka, selen i tellur są typowe dodatni stan utlenienia (4, 6) w związku z tlenu i innych niemetali o wysokiej elektroujemności (EO).Skład tlenków tlenowce odzwierciedlają ogólny wzór: RO2, RO3.Odpowiednie kwasy mają strukturę: H2RO3, H2RO4.Element
odpowiada prostych substancji: tlen, siarka, selen, tellur i polon.Trzej pierwsi członkowie wykazują właściwości metaliczne.Formuła tlenu - O2.Alotropowa modyfikację tego samego elementu - ozon (O3).Obie wersje są gazy.Siarki i selenu - stałe niemetale.Tellur - substancja niemetalu, przewodnikiem prądu elektrycznego, polonu - metalu.
Tlen - najpowszechniejszym pierwiastkiem
całkowita zawartość atomów pierwiastka w skorupie ziemskiej wynosi około 47% (wagowo).Tlenu znajduje się w wolnej postaci, albo jako część wielu związków.Substancja prosta, którego wzór O2 przechowywane w skład atmosfery, stanowiących 21% powietrza (objętościowo).Molekularny tlen rozpuszczony w wodzie, to jest między cząstkami gleby.
Wiemy już, że istnieje inny rodzaj istnienia samego pierwiastka chemicznego w postaci prostych substancji.Ten ozonu - gaz produkowany na wysokości około 30 km od warstwy powierzchniowej, często określane jako ekranu ozonowej.Tlen wchodzi cząsteczki wody w wielu skał i minerałów, związków organicznych.
struktura atomu tlenu
okresowy zawiera wyczerpujące informacje na temat tlenu:
- numer elementu - 8.
- ładunek jądra - osiem.
- łączna liczba elektronów - 8.
- E formuła tlenu - 1s22s22p4.
w naturze występują trzy stabilne izotopy, które mają ten sam numer seryjny w okresowym, który jest identyczny ze składem protonów i elektronów, ale o różnej ilości neutronów.Izotopy są oznaczone tym samym symbolem - O. Na wykresie porównania przedstawiający skład trzech izotopów tlenu: Właściwości
tlenu - pierwiastek chemiczny
on 2P Sublevel atomu ma dwa niesparowane elektrony, co tłumaczy powstanie uprawnieńUtlenianie -2 do +2.Dwa sparowane elektrony nie można odłączyć na utlenianie wzrosła do 4, jak siarki i innych tlenowce.Powód - brak wolnego podwarstwy.W związku z tym związki pierwiastków chemicznych nie wykazuje wartościowość tlenu i stopień utlenienia równą liczbie grup w krótkiej wersji układu okresowego (6).Jego zwykle liczba utleniania jest -2.
tylko fluorem tlenu wykazuje nietypową pozytywnego stanu utlenienia +2.Wartość EO dwóch różnych mocach niemetali: EA (D) = 3,5;EE (F) = 4. W bardziej elektroujemnym elementu fluoro silnie zachowane ich elektronów walencyjnych i ciągnie się cząstek na zewnętrznym poziomie energetycznym atomu tlenu.W związku z tym, w reakcji z fluorem to tlen środek redukujący traci elektrony.
Tlen - prosta substancja
angielski odkrywca D. Priestley w 1774 roku w trakcie eksperymentów gaz emitowanych z rozkładu tlenku rtęciowego.Dwa lata wcześniej, ta sama substancja w czystej postaci był K. Scheele.Dopiero kilka lat później francuski chemik Antoine Lavoisier, że dla części gazu w powietrzu i badanych właściwości.Wzór chemiczny tlenu - O2.Znalazło to odzwierciedlenie w składzie materiału nagrywania elektronów biorących udział w tworzeniu niepolarnym wiązaniem kowalencyjnym - O :: O.Wymień co wiążącej pary elektronowej jednej cechy: D = D.Ten wzór wskazuje, że tlen atomy w cząsteczce są połączone przez dwa wspólne parami elektronów.
wykonywania prostych obliczeń i ustalić, co jest względna masa cząsteczkowa tlenu: Pan (O2) = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Dla porównania: Pan (. Powietrza) = 29.Wzór chemiczny różni się od ozonu wzór tlenu jeden atom tlenu.Stąd Pan (O3) = Ar (O) x 3 = 48. ozonu w tlen jest 1,5 razy cięższe.Właściwości fizyczne
Oxygen - gaz bez koloru, smaku i zapachu (w standardowej temperaturze i ciśnieniu do ciśnienia atmosferycznego).Substancja jest nieco cięższy od powietrza;Jest rozpuszczalny w wodzie, ale w małych ilościach.Temperatura topnienia tlenu jest ujemny i wynosi -218,3 ° CPunkt, w którym ciekły tlen jest przekształcany z powrotem do gazu - jest jego temperatura wrzenia.Cząsteczek wartości O2 w ilości fizycznej osiąga -182,96 ° CTlen ciecz i ciało stałe staje się na kolor jasnoniebieski.
produkują tlen w laboratorium
Po podgrzaniu, substancje zawierające tlen, takie jak nadmanganian potasu, stoi bezbarwny gaz, który może być zebrany w kolbie lub probówki.Jeśli wprowadzą w czystym tlenem oświetlonym pochodnią, to pali jaśniej niż w powietrzu.Dwa inne metody laboratoryjne dla wytwarzającego tlen - rozkład nadtlenku wodoru, chloranu potasowego (chloranu potasowego).Rozważmy obwód urządzenia, które jest używane do rozkładu termicznego.
rura lub kolby okrągłodennej należy wlać trochę chloran potasu, zamknąć korkiem z rurką wylotową gazu.Powinna być wysłana do drugiego końca (z wody) w kolbie nachylonej do góry nogami.Szyjka powinny być pomijane w szklanej lub formy wypełnionej wodą.Gdy podgrzewane rurki, tlen Berthollet soli.Gdy wszedł do rury gazowej do kolby, wypierając z niego wodę.Gdy żarówka jest wypełniona gazem, to jest zamknięty pod korkiem wody i odwrócony.Otrzymany w ten eksperyment laboratoryjny, tlen może być wykorzystywany do badania właściwości chemiczne prostej substancji.
Nagrywanie
Jeśli spalanie odbywa się w laboratorium substancji w tlen, konieczne jest, aby znać i przestrzegać przepisów przeciwpożarowych.Wodór spala się natychmiastowo w powietrzu, miesza się z tlenem w stosunku 2: 1, to jest wybuchowy.Substancje spalania w czystym tlenie jest o wiele bardziej intensywne niż w powietrzu.Przyczyną tego zjawiska jest Skład powietrza.Tlen w powietrzu jest nieco większa część 1/5 (21%).Spalanie - A Substancje reakcji z tlenem, w wyniku tworzenia się różnych produktów, głównie tlenków metali i niemetali.Pożaru niebezpieczne mieszanina O2 substancji palnych, a ponadto otrzymane związki mogą być toksyczne.
płonące świece zwykłe (lub mecze), któremu towarzyszy powstawanie dwutlenku węgla.Kolejny eksperyment można zrobić w domu.Podczas nagrywania materiału w szklanym słoju lub dużej szklanki, a następnie zatrzymać palenie raz zużywanej cały tlen.Azot nie wspiera spalanie i oddychanie.Dwutlenek węgla - produkt utleniania - nie reaguje z tlenem.Jasne wapno woda może wykryć obecność dwutlenku węgla po płonących świec.Jeśli produkty spalania przechodzą przez wodorotlenek wapnia, roztwór staje się mętny.Reakcja chemiczna zachodząca pomiędzy wodę wapna i dwutlenku węgla, otrzymanego nierozpuszczalnego węglanu wapniowego.Produkcja tlenu
na skalę przemysłową
najtańszy sposób, w którym otrzymuje się wolny od cząstek O2 powietrza nie jest związane z reakcją chemiczną.W przemyśle, na przykład, w stalowniach, a powietrze jest w niskiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem skroplonym.Te zasadnicze elementy atmosferze, takiej jak azot i tlen gotować w różnych temperaturach.Osobna mieszanina powietrza ze stopniowym ogrzewaniem do temperatury pokojowej.Proszę stanąć cząsteczki azotu, a następnie tlen.Metody rozdzielania oparte na różnych właściwościach fizycznych prostych substancji.Wzór prosty substancja tlenu jest taka sama jak była przed chłodzeniem i skroplenia powietrza - O2.
W rezultacie, niektóre z reakcji elektrolizy również tlen, jest zbierana w odpowiedniej elektrody.Gaz potrzeb przemysłowych, firm budowlanych w dużych ilościach.Zapotrzebowanie na tlen stale rośnie, szczególnie potrzebuje przemysł chemiczny.Przechowywany gaz produkt do celów przemysłowych i medycznych w butlach stalowych, wyposażone w oznakowanie.Zbiornik tlenu barwione w kolorze niebieskim lub czerwonym, aby odróżnić go od innych skroplonego gazu - azotu, metanu, amoniaku.Obliczenia chemiczne
z Wzory i równania reakcji z udziałem O2 cząsteczki
numeryczną wartość masy molowej tlenu zbiega się z inną wartość - względną masę cząsteczkową.Tylko w pierwszym przypadku, obecnego zespołu.Krótko substancje formuła tlenu, a jego masa cząsteczkowa ma być zapisany jako: M (O2) = 32 g / mol.W normalnych warunkach, błagam dowolnym gazem odpowiada objętości 22,4 litra.Dlatego też, 1 mol O2 - 22,4 litrów jest substancja 2 moli O2 - 44,8 litrów.W równaniu reakcji pomiędzy wodorem i tlenem można zauważyć, iż w reakcji 2 moli wodoru i jeden mol tlenu: reakcje
udziałem jednego mola wodoru, ilość tlenu 0,5 mol • 22,4 l / mol = 112 litry.
cząsteczek O2 rola w przyrodzie i życiu człowieka
tlenu zużytego przez organizmy żywe na Ziemi, i bierze udział w obiegu substancji w ponad 3 miliardów lat.To jest główną substancją do oddychania i metabolizmu za pomocą rozkładu cząsteczki substancji odżywczych zsyntetyzowane przez organizm wymaga energii.Tlen jest stale zużywany na świecie, ale jej zasoby są uzupełniane w procesie fotosyntezy.Rosyjski naukowiec K. Timiryazev Uważa się, że w wyniku tego procesu nie jest jeszcze życie na naszej planecie.
rola tlenu w przyrodzie i gospodarce:
- zaabsorbowany procesu oddychania przez organizmy żywe;
- udział w reakcjach fotosyntezy w roślinach;
- zawarte w kompozycji cząsteczek organicznych;Procesy
- rozkładu, fermentacji, rdzy dokonać przy pomocy tlenu, działając jako utleniacz;
- wykorzystywany do wytwarzania cennych produktów syntezy organicznej.Butle tlenowe
ciecz stosowana do spawania i cięcia metali w wysokich temperaturach.Procesy te są prowadzone w zakładach budowy maszyn w firmach transportowych i budowlanych.Do pracy pod wodą, pod ziemią, na dużej wysokości w próżni należy również ludzi w cząsteczkach O2.Poduszka tlenowa stosowana w medycynie, aby wzbogacić skład powietrza wdychanego przez ludzi, którzy są chorzy.Gazu do celów medycznych różnych od niemal całkowitego braku zanieczyszczeń technicznych, zapachu.
tlen - idealny utleniaczem
znane związki tlenu ze wszystkich pierwiastków z układu okresowego pierwiastków, z wyjątkiem pierwszych członków rodziny gazy szlachetne.Wiele substancji, natychmiast reaguje z atomami O, wyłączając chlorowców, złota i platyny.Bardzo ważne są zjawiska z udziałem tlenu, którym towarzyszy uwalnianie światła i ciepła.Procesy te są powszechnie używane w domowych i przemyśle.W metalurgii, rudy interakcja z tlenem jest nazywany wypalania.Ruda wstępnie zmielony miesza się z powietrzem wzbogaconym w tlen.W wysokich temperaturach odzysku metali z siarczku do prostych substancji.Uzyskany żelaza i niektóre metale nieżelazne.Obecność czystego tlenu zwiększa szybkość procesów technologicznych w różnych gałęziach chemii, technologii i metalurgii.
Pojawienie taniego sposobu wytwarzania tlenu z powietrza przez oddzielenie się elementów w niskich temperaturach stymuluje rozwój wielu dziedzinach produkcji przemysłowej.Chemicy uwierzyć cząsteczek O2 i O atomy idealne utleniaczami.Są to materiały naturalne, są one stale odnawiane w przyrodzie, nie zanieczyszcza środowiska.Ponadto reakcje chemiczne obejmujące tlen często kończy się syntezę kolejny produkt naturalny i bezpieczny - woda.Rola O2 w usuwaniu toksycznych oczyszczanie ścieków przemysłowych z zanieczyszczeń.Dodatkowo do tlenu, to stosuje się do dezynfekcji alotropowych modyfikacji - ozonu.Ta prosta substancja posiada silne działanie utleniające.Gdy ozonowanie wody rozkładają zanieczyszczenia.Ozon jest także szkodliwy wpływ na zjadliwej mikroflory.
