elementet syre i den andra perioden VI: e största gruppen av gamla kortversion av det periodiska systemet.Enligt de nya normerna, numrering - det är den 16: e gruppen.Motsvarande beslut fattades av IUPAC 1988.Formeln av syre som en enkel substans - O2.Överväga dess grundläggande egenskaper, roll i naturen och ekonomin.Låt oss börja med egenskaperna hos hela gruppen i det periodiska systemet, som leds av syre.Element skiljer sig från besläktade kalkogener och vatten är annat än väte kan föreningarna med svavel, selen och tellur.Orsak alla kännetecken som finns, bara att lära sig om strukturen och egenskaperna hos atomen.
kalkogen - relaterade delar av syre
av liknande egenskaper hos atomerna bildar en enda grupp i det periodiska systemet.Syre leds kalkogen familj, men skiljer sig från dem i ett antal fastigheter.
atommassa av syre - grundaren av gruppen - är 16 a.e. m. kalkogen i bildandet av föreningar med väte och metall utövar sin vanliga oxidationstillstånd av -2.Till exempel kan en komposition av vatten (H2O), syre oxidationstal som är lika med två.
sammansättning typiska kalkogen väteföreningar har den allmänna formeln: N2R.Genom att lösa dessa substanser bildar syror.Endast vätebindning syre - vatten - har speciella egenskaper.Enligt slutsatserna av forskare, är det en ovanlig ämnet är en mycket svag syra och en mycket svag bas.
svavel, selen och tellur är typiska positiva oxidationsstadiet (4, 6) i föreningar med syre och andra icke-metaller med hög elektronegativitet (EO).Kompositionen av oxiderna kalkogen spegla den allmänna formeln: RO2, RO3.Motsvarande syror har en struktur: H2RO3, H2RO4.
element motsvarar enkla substanser: syre, svavel, selen, tellur och polonium.De första tre ledamöter uppvisar metalliska egenskaper.Formula syre - O2.Allotrop modifiering av samma element - ozon (O3).Båda versionerna är gaser.Svavel och selen - fasta icke-metaller.Tellur - metalloid ämne, en ledare av elektrisk ström, polonium - metall.
Syre - det vanligaste grundämnet
totala innehållet av atomer av ett element i jordskorpan är ca 47% (vikt).Syre förekommer i fri form, eller som en del av flera föreningar.Enkel substans, vars formel O2 lagras i sammansättningen av atmosfären, som utgör 21% luft (i volym).Molekylärt syre är upplöst i vatten, är det mellan markpartiklarna.
Vi vet redan att det finns en annan typ av förekomsten av samma kemiska element i form av en enkel substans.Detta ozon - gas som produceras på en höjd av cirka 30 km från ytskiktet, ofta kallad ozon skärmen.Syre kommer in i vattenmolekyler i många stenar och mineraler, organiska föreningar.
struktur syreatom
Periodiska systemet innehåller omfattande information om syre:
- Antal elementet - 8.
- ansvarar för kärnan - åtta.
- totala antalet elektroner - 8.
- E formel syre - 1s22s22p4.
I naturen finns det tre stabila isotoper, som har samma serienummer i det periodiska systemet som är identisk med sammansättningen av protoner och elektroner men olika antal neutroner.Isotoper betecknas med samma symbol - O. Som jämförelse diagram som visar uppbyggnaden av de tre isotoper av syre:
egenskaper syre - ett grundämne
Den 2p undemivå av atomen har två oparade elektroner, vilket förklarar uppkomsten av befogenheteroxidation -2 och +2.Två parade elektroner kan inte koppla till oxidation ökade till 4, som svavel och andra kalkogen.Anledningen - bristen på gratis underskikt.Därför gör föreningarna enligt grundämne inte uppvisar syre valens och oxidationstillstånd lika med gruppnumret i den korta versionen av det periodiska systemet (6).Hans vanliga oxidationstal är -2.
Endast med fluorsyre uppvisar uncharacteristic positivt oxidationsstadium +2.Värdet av EO två olika styrkor av ickemetaller: EA (D) = 3,5;EE (F) = 4. Som en mer elektronegativ atom, behöll fluor starkt sina valenselektroner och drar partiklarna på den yttre energinivån hos syreatomen.Därför, i reaktion med fluor är det syrereduktionsmedel förlorar elektroner.
Oxygen - en enkel substans
engelska explorer D. Priestley 1774 under experimenten gasen avges från nedbrytning av kvicksilveroxid.Två år tidigare, samma ämne i sin rena form var K. Scheele.Bara några år senare den franske kemisten Antoine Lavoisier fann att för gasen del av luften, och studerade egenskaper.Den kemiska formeln för syre - O2.Återspeglades i sammansättningen av registreringsmaterialet elektronerna som deltar i bildandet av en icke-polär kovalent bindning - Om :: Om.Byt varje bindande elektronpar av en funktion: D = DDenna formel syre visar att atomerna i molekylen är förenade genom två vanliga elektronpar.
Utför enkla beräkningar och avgöra vad som är den relativa molekylmassa av syre: Mr (O2) = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Som jämförelse: Mr (. Air) = 29.Den kemiska formel skiljer sig från formel syre ozon en syreatom.Därför, herr (O3) = Ar (O) x 3 = 48. Ozon i syre är 1,5 gånger tyngre.Fysikaliska egenskaper
Oxygen - en gas utan färg, smak och lukt (vid normal temperatur och tryck som är lika med atmosfärstrycket).Ämnet är något tyngre än luft;Det löslig i vatten, men i små mängder.Smältpunkt syre är negativ och är -218,3 ° CDen punkt vid vilken det flytande syret omvandlas tillbaka till gas - är dess kokpunkt.För molekyler av O2 värdet av den fysiska kvantitet når -182,96 ° C.Den flytande och fast syre får en ljusblå färg.
producerar syre i laboratoriet
Vid upphettning, syrehaltiga ämnen såsom kaliumpermanganat, står färglös gas som kan samlas i en kolv eller provrör.Om du tar i ren syrgas ficklampa tänd, brinner det klarare än i luften.Två andra laboratoriemetod för att producera syre - nedbrytning av väteperoxid och klorat, kalium (kaliumklorat).Betrakta kretsanordning, vilken används för den termiska sönderdelningen.
röret eller rundbottnad kolv är nödvändig för att hälla lite kaliumklorat, stänger proppen med ett gasutlopp rör.Den skall skickas till den andra änden (vattnet) i det vridna kolven upp och ned.Halsen bör utelämnas i ett glas eller gjutform fylld med vatten.Vid upphettning rör, syre Berthollet salt.När han kom in i ångan röret i kolven, förflytta vatten från den.När lampan är fylld med gas, är det stängt under vattnet propp och inverterad.Erhölls i detta laboratorium experiment kan syre användas för att studera de kemiska egenskaperna hos den enkel substans.
Burning
Om förbränning genomförs i laboratoriet av ämnen i syre, är det nödvändigt att känna till och följa brandföreskrifter.Väte förbränns omedelbart i luften, blandad med syre i ett förhållande av 2: 1, är det explosivt.Förbrännings ämnen i rent syre är mycket mer intensiv än i luften.Anledningen till detta fenomen är sammansättningen av luften.Syre i luft är något större del av 1/5 (21%).Förbränning - en reaktion ämnen med syre, vilket resulterar i bildandet av olika produkter, främst metalloxider, och icke-metaller.Brand farlig blandning av O2 med brännbara ämnen, dessutom kan de resulterande föreningarna vara giftiga.
Burning Ljus vanliga (eller tändstickor), tillsammans med bildandet av koldioxid.Nästa experiment kan göras hemma.När du bränner produkten under en glasburk eller stort glas, så sluta bränna en gång konsumeras allt syre.Kväve stöder inte förbränning och andning.Koldioxid - oxidationsprodukt - reagerar inte längre med syre.Klart kalkvatten kan detektera närvaron av koldioxid efter brinnande ljus.Om förbränningsprodukterna passerar genom kalciumhydroxid, blir lösningen grumlig.En kemisk reaktion inträffar mellan kalk vatten och koldioxid, den resulterande olösligt kalciumkarbonat.
syre produktion i industriell skala
Cheapest process genom vilken erhållas kostnadsluftmolekyler O2, inte är associerad med en kemisk reaktion.Inom industrin, till exempel, i stålverken, är luften vid låg temperatur och högt tryck kondenserade.Dessa väsentliga komponenterna i atmosfären, såsom kväve och syre kokar vid olika temperaturer.Separat luftblandning med gradvis uppvärmning till rumstemperatur.Vänligen stå kvävemolekyl, och sedan syre.Metoden för separering baseras på olika fysikaliska egenskaper hos enkla ämnen.Formel enkel substans av syre är densamma som den var innan kylning och kondensering av luft - O2.
Som ett resultat, en del av elektrolysreaktionen också, syre, det samlas över motsvarande elektroden.Gas industriella behov, byggföretag i stora volymer.Syre växer ständigt, särskilt behöver den kemiska industrin.Lagrad produktgasen för industriella och medicinska ändamål i stålcylindrar, utrustad med en markering.En syretank färgas i blått eller blått för att skilja den från andra anläggningar för flytande gas - kväve, metan, ammoniak.
kemiska beräkningar av formler och ekvationer reaktioner involverande O2-molekyler
numeriskt värde på molmassan av syre sammanfaller med ett annat värde - relativ molekylvikt.Endast i det första fallet, den föreliggande apparaten.Kortfattat formel ämnen syre och dess molmassa ska skrivas som: M (O2) = 32 g / mol.Under normala omständigheter, jag ber någon gas motsvarar volymen av 22,4 liter.Därför, 1 mol O2 - är 22,4 liter ämne 2 mol O2 - 44,8 liter.I ekvationen för reaktionen mellan väte och syre kan ses att omsättningen av 2 mol väte och en mol syre:
reaktioner som involverar en mol väte, mängden syre av 0,5 mol • 22,4 l / mol = 112 liter.
roll O2 molekyler i naturen och människolivet
syre förbrukas av levande organismer på jorden, och är inblandad i spridningen av ämnen som överstiger 3 miljarder år.Detta är den viktigaste substansen för andning och metabolism, med hjälp av sönderdelning av molekyler av näringsämnen som syntetiseras av kroppen behöver energi.Syre ständigt konsumeras i världen, men dess reserver fylls genom fotosyntesen.Rysk vetenskapsman K. Timiryazev trodde att på grund av denna process finns det fortfarande liv på vår planet.
Rollen av syre i naturen och ekonomi:
- absorberas i processen av andning av levande organismer;
- involverade i reaktionerna enligt fotosyntesen i växter;
- innefattas i kompositionen av organiska molekyler;
- processer av förfall, jäsning, rost vidare med hjälp av syre, i egenskap av ett oxidationsmedel;
- används för att producera värdefulla produkter för organisk syntes.
Flytande syrgastuber som används för svetsning och skärning av metall vid höga temperaturer.Dessa procedurer utförs på maskinbyggnad fabriker i transport- och byggföretag.För arbete under vatten, tunnelbana, på hög höjd i ett vakuum också behöver människor i molekylerna i O2.Vätekudde används inom medicinen för att berika sammansättningen av luft inandas av människor som är sjuka.Gas för medicinska ändamål som skiljer sig från den nästan totala avsaknaden av tekniska föroreningar, lukt.
syre - den perfekta oxidationsmedel
kända föreningar med syre med alla grundämnen i det periodiska systemet, med undantag för de första medlemmarna i familjen av ädelgaser.Många ämnen reagerar omedelbart med O-atomer, exklusive halogener, guld och platina.Av stor betydelse är fenomen som omfattar syre, som åtföljs av frisättningen av ljus och värme.Sådana processer används i stor utsträckning i hemmet och industrin.I metallurgi är malm interaktion med syre kallas bränning.Förmalt malm blandas med syreanrikad luft.Vid höga temperaturer återvinning av metaller från sulfid till enkla ämnen.Den erhållna järn och vissa icke-järnmetaller.Förekomsten av rent syre ökar hastigheten av teknologiska processer i olika grenar av kemi, teknik och metallurgi.
tillkomsten av billig metod för framställning av syre ur luft genom separation i komponenter vid låga temperaturer stimulerat utvecklingen av många områden av industriell produktion.Kemister tror O2 molekyler och O-atomer ideala oxiderande ämnen.Dessa är naturliga material, de är ständigt förnyas i naturen, inte förorenar miljön.Dessutom kemiska reaktioner som innefattar syre slutar ofta med en syntes av ännu en naturlig och säker produkt - vatten.Rollen för O2 i avlägsnandet av giftigt industriella avloppsvatten från föroreningar.Förutom syre, används det för desinfektion av allotropisk modifikation - ozon.Denna enkla substansen har hög oxiderande aktivitet.När vatten ozone bryta ner föroreningar.Ozon är också skadlig effekt på patogena mikrofloran.
