Oksygen er ... oksygenformelen. Oksygenmolekyl

Blant alle stoffene på jorden er et spesielt sted okkupert avhva livet gir er oksygen. Det er hans tilstedeværelse som gjør vår planet unik blant alle andre, spesielle. Takket være dette stoffet er det så mange vakre skapninger i verden: planter, dyr, mennesker. Oksygen er en absolutt uunnværlig, unik og ekstremt viktig forbindelse. Prøv derfor å finne ut hva det er, hvilke egenskaper det har.

Kjemisk element oksygen: karakteristisk

Til å begynne med karakteriserer vi plasseringen av dette elementet i det periodiske tabellen. Dette kan gjøres av flere elementer.

Serienummeret er 8.
Atommassen er 15,99903.
Den ligger i den sjette gruppen av hovedundergruppen av den andre perioden av systemet.
Kildenes ladning er +8, antall protoner er 8, antall elektroner er 8, antall nøytroner er 8. Således oppnås et dobbelt magisk nummer, på grunn av hvilken stabiliteten til hovedisotopformen er observert ¹⁶O.
Det latinske navnet på elementet er oksygen. Russisk - oksygen, dette navnet er dannet fra uttrykket "å føde syrer." Det er også et synonym, noen ganger kalles det oksygen.

Spesiell oppmerksomhet bør tas til analysen av atomets elektroniske struktur, da det forklarer stabiliteten til molekylet og de fysiske og kjemiske egenskapene som vises.

Strukturen av molekylet

Den elektroniske konfigurasjonen av atomet representeres av formelen 1s²2s²2p⁴. Fra denne registrering er det klart at før fullføringen av den energinivå og lovet opprettelse oktetten oksygen mangler to elektroner. Dette forklarer hans følgende egenskaper:

oksygenmolekylet er diatomisk;
graden av oksidasjon av elementet er alltid -2 (unntatt peroksyder og fluorid der det endres med henholdsvis -1 og +2);
er den sterkeste oksidanten;
Lett å reagere selv under normale forhold;
er i stand til å danne eksplosive forbindelser.

Nå vurder spørsmålet om strukturen. Hvordan dannes et oksygenmolekyl? For det første er formasjonsmekanismen kovalent ikke-polar, det vil si på grunn av sosialisering av elektronene til hvert atom. Således er bindingen også kovalent nonpolar. I dette tilfellet er det dobbelt, siden hvert av atomene har to upparede elektroner på ytre nivå. Du kan ganske enkelt vise hvilket oksygen som ser ut. Formelen er som følger: О₂ eller O = O.

På grunn av tilstedeværelsen av et slikt bindemiddel er molekylet meget stabilt. For mange reaksjoner som involverer henne, er det nødvendig med spesielle forhold: økt trykk, oppvarming, bruk av katalysatorer.

Som et kjemisk element er oksygen et atom,som har tre isotoper som er stabilt eksisterende i naturen. Deres massenummer er henholdsvis 16, 17, 18. Prosentandelen er imidlertid svært forskjellig, siden ¹⁶Omtrent 99,759%, og resten er mindre enn 0,5%. Derfor er den vanligste og stabile isotopen nettopp med et massenummer på 16.

Enkel substans oksygen

Hvis vi snakker om dette elementet som en enkeltilkobling, så angi straks aggregattilstanden under normale forhold. Oksygen er en gass som ikke har smak, farge eller lukt. Et diatomisk molekyl, som er den mest omfattende substansen på planeten, etter hydrogen og en edelgass av helium.

Det er andre aggregerte tilstander av dette stoffet. Så, med en negativ temperatur på -183⁰C oksygen kondenserer til en vakker blå væske. Hvis du overskrider terskelen til -200⁰C, væsken vil vokse opp i lyse blå krystaller av en monoklinisk nålaktig form.

Det er tre hovedtyper av tilstedeværelse av oksygen i fast tilstand.

Alfa form (a-o₂). Det er en temperatur under 200 ⁰S.
Beta-skjemaet (P-O₂). Temperaturintervall -200-400⁰S.
Gammaformen (y-0₂). Intervall fra -400 til -500⁰S.

Oksygen er en av de viktigste og signifikantegasser. Ikke bare for livet av levende vesener på planeten, men for naturen som helhet. Det er vanskelig å nevne et naturlig mineral eller en blanding der det ikke vil bli inkludert som et element.

Oppdagelseshistorie

Den første omtale det i luftendet er en slags gass som støtter forbrenningsprosesser, dukket opp i det VIII århundre. Men for å studere det, for å bevise eksistens og å åpne der var det ingen teknisk mulighet. Først etter nesten et årtusen, i det 18. århundre ble dette gjort, takket være flere forskere.

1771 Karl Scheele opprettet eksperimentelt luftkomposisjonen og fant ut at de to hovedgassene er oksygen og nitrogen.
Pierre Bayen gjennomfører forsøk på nedbrytning av kvikksølv og oksyd og registrerer resultatene offisielt.
1773 Sheele åpner offisielt oksygenelementet, men mottar ikke det i sin rene form.
1774 Priestley, uansett Scheele, gjør det samme som han gjør, og mottar rent oksygen ved å bryte ned kvikksølvoksidet.
1775 Antoine Lavoisier gir navnet til dette elementet og skaper en forbrenningsteori som har eksistert i mer enn hundre år.
1898 Thompson får samfunnet til å tro at oksygenet i luften kan ende på grunn av de store karbondioksidutslippene i atmosfæren.
I samme år viser Timiryazev det motsatte, fordi han forklarer at oksygenleverandøren er de grønne plantene på planeten.

Dermed ble det kjent atrepresenterer oksygen, noe som er viktig og meningsfylt for livet er gass. Etter at alle fysiske og kjemiske egenskaper av stoffet ble undersøkt, ble metodene for dets fremstilling vurdert, det omtrentlige innholdet i vann, jordskorpen, atmosfæren og andre steder på planeten ble beregnet.

Fysiske egenskaper

Vi gir de viktigste fysiske parametrene ved hvilke denne forbindelsen kan karakteriseres.

Oksygen er en gass under normale forhold, som er en integrert del av luften (21%). Det har ingen farge, smak og lukt. Lighter enn luft, dårlig løselig i vann.
Det absorberes aktivt av kull og metallpulver, det oppløses i organiske stoffer.
Kokepunktet er -183⁰S.
Smelte -218,35⁰S.
Tettheten er 0,0014 g / cm³.
Krystallgitteret er molekylært.

Oksygen har paramagnetiske egenskaper i flytende tilstand.

Kjemiske egenskaper

Hvor aktiv gassen er, hvordanhan oppfører seg i reaksjoner med andre stoffer, forteller kjemi i detalj. Oksygen kan utvise flere grader av oksidasjon, selv om den hyppigste er -2, som anses å være konstant. I tillegg er det forbindelser hvor verdiene er som følger:

1;
-0,5;
-1/3;
0,5;
1;
2.

Den kjemiske aktiviteten forklares av den høyeaffinitet til elektronen, siden verdien av elektronegativitet ifølge polling er 3,44. Høyere bare i fluorid (4). Derfor er oksygen en veldig sterk oksidant. Samtidig opptrer i reaksjoner med enda kraftigere oksydasjonsmidler som et reduksjonsmiddel, en positiv oksidasjonstilstand. For eksempel i fluoridoksid O² F₂^-.

Det er et stort antall forbindelser, som inkluderer oksygen. Dette er klassene av stoffer, for eksempel:

oksider;
peroksider;
ozonider;
superoksid;
syre;
begrunnelse;
salt;
organiske molekyler.

Med alle elementer er oksygen i stand til å inngåreaksjon under vanlige forhold, unntatt edle metaller, helium, neon og argon og halogener. Med inerte gasser virker det ikke under noen forhold.

Innhenting i industrien

Oksygeninnholdet i luft og vann er så stort (henholdsvis 21 og 88%), at den viktigste industrielle metoden for syntesen er fraksjonert destillasjon av væskeluft og elektrolyse av vann.

Den første metoden brukes spesielt ofte. Tross alt kan mye av denne gassen isoleres fra luften. Det vil imidlertid ikke være helt rent. Hvis et produkt av høyere kvalitet er nødvendig, startes elektrolyseprosesser. Råmaterialet for dette er enten vann eller alkali. Natrium- eller kaliumhydroksyd brukes til å øke løsningens elektriske ledningsevne. Generelt reduseres kjernen i prosessen til nedbrytning av vann.

Komme i laboratoriet

Blant laboratoriemetodene har metoden for varmebehandling blitt utbredt:

peroksider;
salter av oksygenholdige syrer.

Ved høye temperaturer dekomponeres de medutslipp av gassformig oksygen. Prosessen blir ofte katalysert av mangan (IV) oksid. Oksygenet samles opp ved forskyvning av vann, og det er funnet ut av en smolende stråle. Som du vet, i en oksygenatmosfære blusser flammen veldig sterkt.

Et annet stoff pleide å produsereoksygen i skolekemi leksjoner, - hydrogenperoksid. Selv 3% løsning under påvirkning av katalysatoren nedbrytes øyeblikkelig med frigjøring av ren gass. Det må bare samles inn. Katalysatoren er den samme - manganoksyd MnO₂.

Blant saltene som oftest brukes er:

bertholetsalt eller kaliumklorat;
kaliumpermanganat eller mangan.

For å beskrive prosessen kan vi gi ligningen. Oksygen er tilstrekkelig til laboratorie- og forskningsbehov:

2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑.

Allotrope modifikasjoner av oksygen

Det er en allotrop modifikasjon som oksygen har. Formelen for denne forbindelsen er O₃, det kalles ozon. Det er en gass som dannes under naturlige forhold under påvirkning av ultrafiolett og lynutslipp på oksygen i luften. I motsetning til O selv₂, ozon har en hyggelig lukt av friskhet, som føltes i luften etter regnet med lyn og torden.

Forskjellen mellom oksygen og ozon er ikke bare antall atomer i molekylet, men også i krystallgitterets struktur. Ozon er kjemisk nok en enda sterkere oksidasjonsmiddel.

Oksygen er en komponent i luften

Fordelingen av oksygen i naturen er svært bred. Oksygen finnes i:

bergarter og mineraler;
vann salt og frisk;
jord;
plante- og dyreorganismer
luft, inkludert den øvre atmosfæren.

Tydeligvis er alle jordens skall okkupert av det -litosfæren, hydrokfæren, atmosfæren og biosfæren. Spesielt viktig er innholdet i luften. Tross alt er det denne faktoren som tillater livsformer, inkludert mennesker, å eksistere på vår planet.

Sammensetningen av luften vi puster er ekstremt heterogen. Den inneholder både konstante komponenter og variabler. Til uendret og alltid tilstede er:

Karbondioksid;
oksygen;
nitrogen;
edle gasser.

Variabler inkluderer vanndamp, støvpartikler, ekstrane gasser (eksos, forbrenningsprodukter, rotting, etc.), plante pollen, bakterier, sopp og andre.

Betydningen av oksygen i naturen

Det er veldig viktig hvor mye oksygen er inneholdt inatur. Det er kjent at spor av denne gassen på noen satellitter av store planeter (Jupiter, Saturn) ble oppdaget, men det er ikke noe åpenbart liv der. Vår jord har et tilstrekkelig antall det, som i kombinasjon med vann gjør det mulig for alle levende organismer å eksistere.

I tillegg til å være en aktiv deltaker i pusten, fører oksygen fremdeles utallige oksidasjonsreaksjoner som frigjør energi for livet.

De viktigste leverandørene av denne unike gassen erNaturen er grønne planter og enkelte typer bakterier. Takket være dem, opprettholdes en konstant balanse mellom oksygen og karbondioksid. I tillegg bygger ozon en beskyttende skjerm over hele jorden, noe som ikke tillater inntrenging av store mengder ultrafiolett stråling som ødelegger det.

Bare noen typer anaerobe organismer (bakterier, sopp) er i stand til å leve utenfor oksygenatmosfæren. Men det er langt færre av dem enn de som trenger det veldig mye.