Кислород - характеристики елемент, разпространението в природата, физически и химически свойства

Кислородът е О атомен номер 8, се намира в основната подгрупа (подгрупа а) VI група през втория период. кислородни атоми на валентните електрони са поставени на нивото на второто енергия като само S - и р орбитите. Това елиминира възможността за преместване О атоми във възбудено състояние, така че във всички съединения с кислород проявява постоянно валентност на II. С високо Електроотрицателност, кислородните атоми са винаги отрицателно заредени съединения (SD = -2 или -1). Изключение - флуориди БЗ 2 и O2 F2.

За кислород окисляване известен -2, -1, +1, +2

Обща характеристика на елемента

Кислород - най-разпространеният елемент на Земята, което представлява малко по-малко от половината, 49% от общата маса на земната кора. Естественият кислород се състои от три стабилни изотопи, 16 О, 17 и 18 О О О (16 преобладава). Кислород, включени в състава на атмосферата (20.9% по обем, 23.2 тегловни) от водата и над 1400 минерали: силициев диоксид, силикати и алуминосиликати, мрамор, базалт, хематит и други минерали и скали. Кислородът е 50-85% от теглото на растителни и животински тъкани, TK, съдържащи се в протеини, мазнини и въглехидрати, които съставляват живи организми. Добре известни роля на кислород за дишане, за окислителни процеси.

Кислородът е относително малко разтворими във вода - 5 обема 100 обемни части вода. Въпреки това, ако всички от кислород, разтворен във водата преминава в атмосферата, това ще отнеме огромно количество - 10 милиона Km 3 (STP). Това е равно на около 1% на кислород в атмосферата. Образованието в земната атмосфера благодарение на кислород по време на фотосинтезата.

Отваряне швед К. Scheele (1771 - 1772 гг) и англичанин Priestley J. (1774) ... Първият използва нагряване нитрат, а вторият - живачен оксид (2). Той даде името на Лавоазие ( "oksigenium" - "раждане на киселината").

В съществува свободно състояние в две модификации алотропна - "обикновена" кислород и озон О2 О3.

Структурата на молекулата на озон

3O2 2O3 = - 285 кДж
Озонът в стратосферата образува тънък слой, който абсорбира голяма част от биологично вредни ултравиолетови лъчи.
При съхраняване озонът се превръща в кислород спонтанно. Химически кислород O2 е по-малко активен от озона. кислород Електроотрицателност 3.5.

Физични свойства на кислород

O2 - газ е безцветен, без мирис и вкус, т.т. -218,7 ° С, точка на кипене. -182,96 ° С, е парамагнитен.

син течност O2, твърдо вещество - синьо. O2 разтворим във вода (по-добре от азот и водород).

Първи кислород

1. Промишлена процес - дестилация на течен въздух и вода електролиза:

2. лаборатория на кислород се получават:
1.Elektrolizom алкални водни разтвори или водни разтвори на кислород-съдържащи соли (Na 2SO 4, и т.н.).

2. термичното разлагане на калиев перманганат KMnO4:
2KMnO4 = К2 MnO4 + МпО 2 + O2 ↑,

Калиев хлорат KClO3:
2KClO3 = 2KCl + 3O2 ↑ (МпО 2 катализатор)

Ако смесва К2 O2 и К2 O4 в еквимоларни (т.е. еквимоларни количества), за 1 мол от СО2 абсорбира на мол O2 се маркира.

Химичните свойства на кислород

Кислородът поддържа горенето. Изгарянето - процес на окисление бързо вещество придружено от отделяне на големи количества топлина и светлина. За да докаже, че бутилката е кислород, а не някакъв друг газ, е необходимо да се намали бутилка тлеене раздробят на. Кислородът тлееща цепеница ярки проблясъци. Горене въздух различни вещества - е процес на редокси в който окислителят е кислород. Оксиданти - вещество "кървят" електрони от намаляване на вещества. Добри окислителни свойства на кислород може лесно да се обяснят със структурата на външната обвивка на електрони.

Кислородът валентен слой, разположен на 2-ро ниво - сравнително близо до мозъка на костите. Ето защо, в основата на силно привлича електрони. На кислород валентността обвивка 2s 2 2p 4 е 6 електрони. Следователно, за да октет липсват два електрона, който има тенденция да кислород от електронен слой на други елементи от тях участие в реакцията като окислител.

Кислородът е вторият (след флуор) Полинг електроотрицателност в мащаб. Следователно, в по-голямата част от техните съединения с други елементи на кислород има отрицателен окислено състояние. По-силен окислител от кислород, е само периода на съсед - флуоро. Следователно, кислород съединение с флуор - само когато кислород има положителен окисление.

Така кислород - втора силният окислител между всички елементи от периодичната система. Във връзка с това е по-голямата част от най-важните химични свойства.
С кислород реагира всички елементи с изключение Au, Pt, He, Ne, Ar и във всички реакции (с изключение на взаимодействието с флуор), кислород - окислител.

Кислород лесно реагира с алкални и алкалоземни метали:

Fine железен прах (т.нар пирофорни желязо) запалва спонтанно във въздуха за да се образува Fe2 О3. и стоманена тел изгаря в кислород, ако неговото предварително нагряване:

С неметали (. Сяра, графит, водород, фосфор, и т.н.), кислород реагира с нагряване:

Почти всички реакции, включващи кислород O2 са екзотермични, с няколко изключения, например:

Тази реакция протича при температура над 1200 ° С или електрически разряд.

Кислородът е в състояние да окисли комплекс вещество, например:

2Н2 S + О2 → 2S + 2Н2 О (кислороден дефицит)

4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2 О (в присъствието на катализатор Pt)

Известни съединения, съдържащи катион dioksigenila O2 +. например, O2 + [PtF6] - (успешен синтез на това съединение доведе N. Бартлет опитват да получат съединения с инертни газове).

Озонът химически по-активен от кислород O2. Така, озон окислява йодид - йони I - Kl в разтвор:

Озонът е силно токсичен, неговите отровни свойства са по-силни, отколкото, например, водороден сулфид. Въпреки това, естеството на озона, съдържаща се във високите слоеве на атмосферата, играе ролята на защитник на целия живот на Земята от вредните ултравиолетови лъчи на слънцето. Тънък озоновия слой поглъща тази радиация, и не достигне повърхността на земята. Има значителни вариации в дебелината и дължината на слоя с течение на времето (т.нар озоновата дупка) причинява такива колебания все още не са изяснени.

Използването на кислород O2. за интензификация на добива на чугун и стомана, цветни метали от топене, като оксидант в различни химични процеси, за поддържане на живота за подводни кораби, като окислител пропелант (течен кислород) в медицината, в заваряване и рязане на метали.

Използването на озон 3: за дезинфекция на питейна вода, отпадни води, въздух, за избелване тъкани.