Φόρμουλα Οξυγόνο. Περιοδικός πίνακας - οξυγόνο

Χημικό στοιχείο οξυγόνο αποθηκεύονται στη δεύτερη περίοδο VI-th κύρια ομάδα των πεπαλαιωμένων μια σύντομη εκδοχή του Περιοδικού Πίνακα. Σύμφωνα με τα νέα πρότυπα αρίθμησης - είναι η 16η ομάδα. Η αντίστοιχη απόφαση λήφθηκε από IUPAC το 1988. Το οξυγόνο ως μια απλή ουσία του τύπου - O _2. Σκεφτείτε κύριες ιδιότητές του, ρόλο στη φύση και την οικονομία. Θα ξεκινήσουμε με μια περιγραφή του συνόλου της ομάδας του περιοδικού συστήματος, το οποίο διευθύνεται από το οξυγόνο. Στοιχείο διαφέρει από των συγγενών αυτού που έχει την χαλκογόνο, και το νερό είναι διαφορετικό από υδρογόνο , οι ενώσεις του θείου, σεληνίου και τελλουρίου. Η εξήγηση για όλα τα χαρακτηριστικά που πρέπει να βρεθεί, μόνο για να μάθουν για τη δομή και τις ιδιότητες του ατόμου.

Chalcogens - συναφή στοιχεία οξυγόνο

Παρόμοια ιδιότητες από τα άτομα σχηματίζουν μία ενιαία ομάδα του περιοδικού συστήματος. Το οξυγόνο διευθύνεται από την οικογένεια του chalcogens, αλλά διαφέρει από αυτά σε μια σειρά από ιδιότητες.

Η ατομική μάζα οξυγόνου - η ομάδα πρόγονος - είναι 16 α. .. ενώσεις E m χαλκογόνο με το σχηματισμό του υδρογόνου και μέταλλα παρουσιάζουν κανονική κατάσταση οξειδώσεως τους -2. Για παράδειγμα, αποτελούνται από νερό _(Η2Ο) αριθμός οξείδωσης του οξυγόνου είναι -2.

Σύνθεση των τυπικών ενώσεων χαλκογόνο υδρογόνου του γενικού τύπου: H ₂ R. Η διάλυση αυτών των ουσιών σχηματίζονται οξέος. Μόνο υδρογόνου συγκόλληση οξυγόνου - νερό - έχει ειδικές ιδιότητες. Σύμφωνα με τα ευρήματα των επιστημόνων, η ουσία είναι ασυνήθιστο και πολύ ασθενές οξύ, και πολύ ασθενής βάση.

Θείο, σεληνίου και τελλουρίου έχουν τυπικό κατάσταση θετικές οξείδωσης (+4, +6) σε ενώσεις με οξυγόνο και άλλα μη μέταλλα έχουν υψηλή ηλεκτραρνητικότητα (ΕΟ). οξείδια Σύνθεση χαλκογόνο απεικονίζουν τον γενικό τύπο: RO _2, RO _3. Έχουν μια σύνθεση αντίστοιχου οξέος: Η ₂ RO _{3, Η2} RO _4.

Στοιχεία αντιστοιχούν σε απλές ουσίες: οξυγόνο, θείο, σελήνιο, τελλούριο και πολώνιο. Τα τρία πρώτα μέλη επιδεικνύουν μεταλλικά ιδιότητες. Οξυγόνο Formula - Περίπου _2. Αλλοτροπικός τροποποίηση του ίδιου στοιχείου - όζον (O _3). Και οι δύο εκδόσεις είναι αέρια. Θείο και σελήνιο - Στερεών μη-μετάλλων. Τελλούριο - μεταλλοειδή ουσία, ένας αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος, το πολώνιο - μέταλλο.

Οξυγόνο - το πιο άφθονο στοιχείο

Το συνολικό περιεχόμενο των ατόμων του στοιχείου στο φλοιό της Γης είναι περίπου 47% (κατά βάρος). Οξυγόνο βρίσκεται σε ελεύθερη μορφή, είτε ως μέρος των πολλαπλών συνδέσεων. Απλή ουσία, της οποίας ο τύπος του O ₂ είναι στη σύνθεση της ατμόσφαιρας, που αποτελεί το 21% του αέρα (κατ 'όγκο). Μοριακό οξυγόνο διαλύεται σε νερό, είναι μεταξύ των σωματιδίων του εδάφους.

Γνωρίζουμε ήδη ότι υπάρχει ένα άλλο είδος της ύπαρξης του ίδιου χημικού στοιχείου με τη μορφή μιας απλής ουσίας. Αυτό όζον - αέριο σχηματισμού σε περίπου 30 km από το επιφανειακό στρώμα, που συχνά αποκαλείται οθόνη του όζοντος. Συνδεδεμένο οξυγόνο εισέρχεται στα μόρια του νερού στα πολλά πετρώματα και μέταλλα, οργανικές ενώσεις.

Δομή άτομο οξυγόνου

Περιοδικός πίνακας περιέχει πλήρεις πληροφορίες σχετικά με οξυγόνο:

1. Ο σειριακός αριθμός του στοιχείου - 8.
2. πυρηνικό φορτίο - +8.
3. Ο συνολικός αριθμός των ηλεκτρονίων - 8.
4. Ηλεκτρονική τύπου οξυγόνο - 1s 2s ² 2p ^{2 4.}

Στη φύση, υπάρχουν τρεις σταθερά ισότοπα, τα οποία έχουν τον ίδιο αριθμό ακολουθίας του Περιοδικού Πίνακα, μια πανομοιότυπη σύνθεση της πρωτόνια και ηλεκτρόνια, αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων. Τα ισότοπα που σημειώνεται με το ίδιο σύμβολο - O. Για διάγραμμα σύγκρισης δείχνει τη σύνθεση των τριών ισοτόπων οξυγόνου:

Ιδιότητες του οξυγόνου - ένα χημικό στοιχείο

Στις 2ρ υποστάΦμης άτομο έχει δύο ασύζευκτα ηλεκτρόνια, γεγονός που εξηγεί την εμφάνιση της οξείδωσης -2 και +2. Δύο ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια δεν μπορεί να αποσυνδέσει, να ο βαθμός οξείδωσης αυξήθηκε σε τέσσερα όπως στο θείο και άλλες χαλκογονίδια. Ο λόγος - έλλειψη ελεύθερου υπόστρωμα. Ως εκ τούτου, οι ενώσεις του χημικού στοιχείου δεν παρουσιάζει σθένους οξυγόνο και κατάσταση οξείδωσης αριθμό ίσο ομάδα στη σύντομη έκδοση του περιοδικού συστήματος (6). Μέσος αριθμός οξείδωσης είναι -2 γι 'αυτόν.

Μόνο με ενώσεις φθορίου εμφανίζει οξυγόνου ασυνήθιστη θετική κατάσταση οξειδώσεως +2 γι 'αυτόν. αξία ΕΟ των δύο διαφορετικών περιεκτικοτήτων αμέταλλα: ΕΑ (ϋ) = 3.5? EE (F) = 4. Ως πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο, φθόριο ισχυρότερη διατηρεί τα ηλεκτρόνια σθένους του και προσελκύει τα σωματίδια σε ένα εξωτερικό ενεργειακό επίπεδο του ατόμου του οξυγόνου. Ως εκ τούτου, στην αντίδραση με φθόριο είναι οξυγόνο αναγωγικό μέσο χάνει ηλεκτρόνια.

Οξυγόνο - μια απλή ουσία

Δ Αγγλικά ερευνητής Priestley το 1774 κατά τη διάρκεια των πειραμάτων που προσδιορίζονται αερίου από την αποσύνθεση του οξειδίου του υδραργύρου. Δύο χρόνια νωρίτερα, η ίδια ουσία σε καθαρή μορφή της, ήταν Κ Σίλε. Μόνο μερικά χρόνια αργότερα, ο Γάλλος χημικός Antoine Lavoisier διαπίστωσε ότι για το φυσικό αέριο είναι ένα μέρος του αέρα, και σπούδασε ιδιότητες. Χημικός τύπος οξυγόνου - O _2. Αντικατοπτρίζουν καταγραφή σύνθεση των ηλεκτρονίων ύλης που συμμετέχουν στον σχηματισμό ενός μη πολικού ομοιοπολικού δεσμού - O O ::. Αντικατάσταση κάθε ζεύγος συγκόλληση ηλεκτρονίων με μία γραμμή: O = O. Τέτοιες τύπου οξυγόνου δείχνει σαφώς ότι οι ατόμων στο μόριο που συνδέεται από δύο ζεύγη κοινή ηλεκτρονίων.

Εκτελέστε απλούς υπολογισμούς και να καθορίσει ποια είναι η σχετική μοριακή μάζα του οξυγόνου: κ (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Για σύγκριση: (. Air) κ = 29. Οξυγόνο Χημικός τύπος διαφέρει από το όζον ένα άτομο οξυγόνου. Ως εκ τούτου, ο κ (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48. Το όζον σε οξυγόνο είναι 1,5 φορές βαρύτερο.

φυσικές ιδιότητες

Οξυγόνο - ένα αέριο χωρίς χρώμα, γεύση και οσμή (σε κανονική θερμοκρασία και πίεση ίση με την ατμοσφαιρική πίεση). Η ουσία είναι ελαφρώς βαρύτερο από τον αέρα? διαλυτό στο νερό, αλλά σε μικρές ποσότητες. Σημείο τήξεως οξυγόνο είναι αρνητικό και είναι -218,3 ° C. Το σημείο στο οποίο το υγρό οξυγόνο μετατρέπεται πάλι σε αέριο - είναι η θερμοκρασία βρασμού του. Για O ₂ μόρια αξία αυτής της φυσικής ποσότητας φθάνει -182,96 ° C. Το υγρό και στερεό οξυγόνο γίνεται ένα ανοιχτό μπλε χρώμα.

Να πάρει το οξυγόνο στο εργαστήριο

Όταν θερμαίνεται, οξυγόνο που περιέχουν ουσίες όπως το υπερμαγγανικό κάλιο, εκχωρείται ένα άχρωμο αέριο το οποίο μπορεί να συλλεχθεί σε μία φιάλη ή σωλήνα. Αν κάνετε σε καθαρό φακό οξυγόνο αναμμένο, καίει περισσότερο έντονα από ό, τι στον αέρα. Δύο άλλοι εργαστηριακή μέθοδο για την παραγωγή οξυγόνου - αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου και το χλωρικό κάλιο (χλωρικό κάλιο). Εξετάστε τη συσκευή κυκλώματος, το οποίο χρησιμοποιείται για τη θερμική αποσύνθεση.

Σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα ή μια φιάλη με κυκλικό πυθμένα είναι αναγκαία για να χύσει λίγο χλωρικό κάλιο, κλείστε το πώμα με ένα σωλήνα εξόδου αερίου. αντίθετο άκρο του θα πρέπει να αποσταλούν (υποβρύχια) ανεστραμμένη ανάποδα στη φιάλη. Ο λαιμός θα έπρεπε να παραλειφθεί σε ένα ποτήρι ή καλούπι πληρωθεί με νερό. Όταν θερμαίνεται το οξυγόνο απελευθερώνεται από τον σωλήνα χλωρικό άλας. Καθώς εισέρχεται στο σωλήνα ατμού μέσα στη φιάλη, εκτοπίζοντας το νερό από αυτό. Όταν ο λαμπτήρας είναι γεμάτη με αέριο, κλειστό υποβρύχια του πωματίζεται και αναστρέφεται. Λήφθηκε σε αυτό το εργαστηριακό πείραμα, το οξυγόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μελετηθούν οι χημικές ιδιότητες του απλού ουσίας.

καύση

Εάν το εργαστήριο πραγματοποιεί την καύση των ουσιών σε οξυγόνο, είναι απαραίτητο να γνωρίζουν και να συμμορφώνονται με τους κανονισμούς φωτιά. Το υδρογόνο καίγεται στιγμιαία στον αέρα, αναμιγνύεται με οξυγόνο σε μια αναλογία 2: 1, είναι εκρηκτικό. ουσίες καύσης σε καθαρό οξυγόνο είναι πολύ πιο έντονη από ό, τι στον αέρα. Αυτό εξηγείται από το φαινόμενο της σύνθεσης του αέρα. Οξυγόνου στην ατμόσφαιρα είναι λίγο περισσότερο από 1,5 μέρη (21%). Καύση - μια αντίδραση ουσίες με το οξυγόνο, και καταλήγοντας σε διαφορετικά προϊόντα, κυρίως οξείδια των μετάλλων και αμέταλλα. Οξειδωτικό μίγμα από O ₂ με εύφλεκτες ουσίες, επιπλέον, οι προκύπτουσες ενώσεις μπορεί να είναι τοξικά.

Καύση συμβατικό κηρίο (ή τα παιχνίδια) συνοδεύεται από το σχηματισμό διοξειδίου του άνθρακα. Το ακόλουθο πείραμα μπορεί να γίνει στο σπίτι. Εάν η ουσία να κάψει κάτω από ένα γυάλινο βάζο ή ένα μεγάλο κύπελλο, η καύση θα σταματήσει μόλις όλο το οξυγόνο καταναλώνεται. Το άζωτο δεν υποστηρίζει την αναπνοή και την καύση. προϊόν οξείδωσης - - Διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι πλέον αντιδρά με το οξυγόνο. Διαφανής ασβεστόνερο μπορεί να ανιχνεύσει την παρουσία του διοξειδίου του άνθρακα κατά την καύση, κερί. Εάν τα προϊόντα καύσης περνούν μέσα από το υδροξείδιο του ασβεστίου, το διάλυμα καθίσταται θολό. Χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα μεταξύ του ύδατος ασβέστου και του διοξειδίου του άνθρακα, που παράγεται αδιάλυτο ανθρακικό ασβέστιο.

Παρασκευή του οξυγόνου σε βιομηχανική κλίμακα

Το φθηνότερο διεργασία, κατά την οποία τα μόρια λαμβάνονται χωρίς αέρα O _2, που δεν συνδέονται με τη διεξαγωγή χημικών αντιδράσεων. Στη βιομηχανία, για παράδειγμα, σε χαλυβουργεία, ο αέρας σε χαμηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση υγροποιημένου. Τέτοιες μεγάλες ατμοσφαιρική συστατικά όπως το οξυγόνο και το άζωτο, βράζουμε σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Διαχωρίστε το μίγμα αέρα με βαθμιαία θέρμανση σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Πρώτον, τα μόρια του αζώτου διακρίνονται, και στη συνέχεια το οξυγόνο. Η μέθοδος διαχωρισμού που βασίζεται σε διάφορες φυσικές ιδιότητες των απλών ουσιών. Τύπου απλή ουσία του οξυγόνου είναι η ίδια όπως ήταν πριν την ψύξη και την υγροποίηση του αέρα, - O _2.

Ως αποτέλεσμα, ορισμένοι από τις αντιδράσεις ηλεκτρόλυσης, πάρα πολύ, οξυγόνο, συλλέγεται πάνω από το αντίστοιχο ηλεκτρόδιο. αναγκών αερίου βιομηχανικών, κατασκευαστικών εταιρειών σε μεγάλες ποσότητες. η ζήτηση οξυγόνου αυξάνεται συνεχώς, ιδιαίτερα χρειάζεται τη χημική βιομηχανία. Αποθηκεύονται αέριο προϊόν για βιομηχανική και ιατρικούς σκοπούς σε κυλίνδρους χάλυβα, εξοπλισμένο με μια σήμανση. Μια δεξαμενή οξυγόνου βάφονται σε μπλε ή μπλε χρώμα για να διακρίνεται από άλλες υγροποιημένο αέριο - άζωτο, μεθάνιο, αμμωνία.

υπολογισμοί Χημική βάση τύπους και εξισώσεις των αντιδράσεων που περιλαμβάνουν O ₂ μόρια

Η αριθμητική τιμή της γραμμομοριακής μάζας του οξυγόνου συμπίπτει με μια άλλη ποσότητα - σχετική μοριακή μάζα. Μόνο στην πρώτη περίπτωση, υπάρχουν μονάδες. τύπου συντομία ουσία οξυγόνο και το μοριακό του βάρος πρέπει να γραφεί ως: M (O ₂₎ = 32 g / mol. Υπό κανονικές συνθήκες mole οποιουδήποτε όγκου αερίου αντιστοιχεί σε 22,4 λίτρα. Ως εκ τούτου, 1 mol O ₂ - είναι 22.4 λίτρα ουσία 2 moles O ₂ - 44,8 λίτρα. Σύμφωνα με την εξίσωση της αντίδρασης μεταξύ υδρογόνου και οξυγόνου μπορεί να φανεί ότι αντιδρούν 2 mole υδρογόνου και ενός mole οξυγόνου:

Εάν η ενέργεια από την αντίδραση 1 mol υδρογόνου, την ποσότητα οξυγόνου των 0,5 mol • 22,4 l / mol = 11.2 λίτρα.

Ο ρόλος των O ₂ μόρια στη φύση και την ανθρώπινη ζωή

Το οξυγόνο που καταναλώνεται από τους ζωντανούς οργανισμούς στη Γη, και ασχολείται με την κυκλοφορία των ουσιών άνω των 3 δισεκατομμυρίων χρόνων. Αυτή είναι η κύρια ουσία για την αναπνοή και το μεταβολισμό, μπορεί να αποσυντεθούν τα θρεπτικά συστατικά μόρια συντίθενται από το σώμα χρειάζεται ενέργεια. Το οξυγόνο συνεχώς καταναλώνεται στον κόσμο, αλλά τα αποθεματικά του αναπληρώνονται μέσω της φωτοσύνθεσης. Ρώσος επιστήμονας Κ Timiryazev πιστεύεται ότι οφείλεται σε αυτή τη διαδικασία υπάρχει ακόμα ζωή στον πλανήτη μας.

Μεγάλη είναι ο ρόλος του οξυγόνου στη φύση και την οικονομία:

• απορροφάται κατά την αναπνοή τους ζωντανούς οργανισμούς?
• που εμπλέκονται στις αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης των φυτών?
• τμήμα του οργανικού μορίου?
• διαδικασιών αποσύνθεσης, ζύμωσης, οξύδωση συμβαίνουν με τη συμμετοχή του οξυγόνου που χρησιμεύει ως οξειδωτικό?
• που χρησιμοποιούνται για σύνθεση οργανικών προϊόντων.

Τα υγροποιημένα κύλινδροι οξυγόνου που χρησιμοποιούνται για την κοπή και συγκόλληση μετάλλων σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτές οι διεργασίες που διεξάγονται στις εγκαταστάσεις κατασκευής μηχανημάτων, σε εταιρείες μεταφορών και των κατασκευών. Για την εργασία κάτω από το νερό, υπόγεια, σε μεγάλο υψόμετρο σε ένα κενό άνθρωποι χρειάζονται επίσης το μόριο O _2. δεξαμενές οξυγόνου χρησιμοποιούνται στην ιατρική για τον εμπλουτισμό της σύνθεσης του αέρα που εισπνέεται από τους ανθρώπους που είναι άρρωστοι. Αερίου για ιατρικούς σκοπούς, που χαρακτηρίζεται από την σχεδόν πλήρη έλλειψη τεχνικών ακαθαρσίες, οσμή.

Οξυγόνο - η τέλεια οξειδωτικό

Γνωστή ένωση του οξυγόνου με όλα τα χημικά στοιχεία του περιοδικού πίνακα, εκτός από τα πρώτα τους εκπροσώπους της οικογένειας των σπάνιων αερίων. Πολλές ουσίες αντιδρούν απ 'ευθείας με άτομα οξυγόνου, με εξαίρεση τα αλογόνα, χρυσό και πλατίνα. Μεγάλης σημασίας είναι τα φαινόμενα που αφορούν οξυγόνου, οι οποίες συνοδεύονται από την απελευθέρωση του φωτός και θερμότητας. Τέτοιες μέθοδοι χρησιμοποιούνται ευρέως στο σπίτι και τη βιομηχανία. Τα μεταλλεύματα που αντιδρούν με το οξυγόνο που ονομάζεται ψήσιμο. Προ-εδάφους μετάλλευμα αναμιγνύεται με αέρα εμπλουτισμένο σε οξυγόνο. Σε υψηλές θερμοκρασίες η ανάκτηση των μετάλλων από σουλφίδιο σε απλές ουσίες. Ετσι λαμβάνεται σιδήρου και κάποιες μη-σιδηρούχων μετάλλων. Η παρουσία του καθαρού οξυγόνου ενισχύει την ταχύτητα των παραγωγικών διαδικασιών στους διάφορους κλάδους της χημείας, μηχανικής και μεταλλουργίας.

Η εμφάνιση ενός φθηνή μέθοδο για την παραγωγή του οξυγόνου από τον αέρα με διαχωρισμό στα συστατικά του σε χαμηλή θερμοκρασία, έχει διεγείρει την ανάπτυξη πολλών περιοχών της βιομηχανικής παραγωγής. Χημικοί πιστεύουν μόριο O ₂ και O άτομα ιδανικό οξειδωτικοί παράγοντες. Αυτά είναι τα φυσικά υλικά, που ανανεώνεται συνεχώς στη φύση, δεν μολύνουν το περιβάλλον. Επιπλέον, χημικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν οξυγόνο συχνά καταλήγουν με μια σύνθεση ενός ακόμη φυσικών και ασφαλές προϊόν - νερό. Ο ρόλος των O ₂ στην απομάκρυνση των τοξικών καθαρισμού βιομηχανικών λυμάτων από ακαθαρσίες. Επιπλέον οξυγόνο χρησιμοποιείται για την απολύμανση του αλλοτροπικός τροποποιήσεις της - το όζον. Αυτή η απλή ουσία διαθέτει υψηλή οξειδωτική δραστικότητα. Όταν οζονισμός νερό αποσυντίθενται ρύπων. Το όζον είναι επίσης επιζήμια επίδραση επί παθογόνο μικροχλωρίδα.