Кісларод - гэта ... Формула кіслароду. малекула кіслароду

Сярод усіх рэчываў на Зямлі асаблівае месца займае тое, што забяспечвае жыццё, - газ кісларод. Менавіта яго наяўнасць робіць нашу планету унікальнай сярод усіх іншых, асаблівай. Дзякуючы гэтаму рэчыву ў свеце жыве столькі выдатных стварэнняў: расліны, жывёлы, людзі. Кісларод - гэта зусім незаменнае, унікальнае і надзвычай важнае злучэнне. Таму паспрабуем даведацца, што ён сабой уяўляе, якімі характарыстыкамі валодае.

Хімічны элемент кісларод: характарыстыка

Для пачатку Ахарактарызуем месцазнаходжанне дадзенага элемента ў перыядычнай сістэме. Гэта можна зрабіць некалькімі пунктамі.

1. Парадкавы нумар - 8.
2. Атамная маса - 15,99903.
3. Размяшчаецца ў шосты групе галоўнай падгрупе другога перыяду сістэмы.
4. Зарад ядра - +8, колькасць пратонаў - 8, электронаў - 8, нейтронаў - 8. Такім чынам, атрымліваецца двойчы магічнае лік, дзякуючы чаму назіраецца ўстойлівасць асноўны ізатопнага формы ¹⁶ О.
5. Лацінскі назоў элемента - oxygen. Рускае - кісларод, гэта назва ўтворана ад словазлучэння "які нараджае кіслаты". Існуе і сінонім, часам яго называюць оксигеном.

Асобнай увагі заслугоўвае разбор электроннай будовы атама, бо менавіта ім тлумачыцца ўстойлівасць малекулы і праяўляюцца, фізічныя і хімічныя ўласцівасці.

будова малекулы

Электронная канфігурацыя атама прадстаўлена формулай 1s ² 2s ² 2p ^4. З гэтага запісу відавочна, што да завяршэння энергетычнага ўзроўню і стварэння запаветнага актэта кіслароду не хапае двух электронаў. Гэтым тлумачацца наступныя яго характарыстыкі:

• малекула кіслароду двухатомные;
• ступень акіслення элемента заўсёды -2 (акрамя пераксіду і аксіду фтору, у якіх яна мяняецца на -1 і +2 адпаведна);
• з'яўляецца наймацнейшым акісляльнікам;
• лёгка ўступае ў рэакцыі нават пры звычайных умовах;
• здольны ўтвараць выбуховыя злучэння.

Зараз разгледзім пытанне аб будынку. Як утворыцца малекула кіслароду? Па-першае, механізм адукацыі кавалентная Непалярныя, то бок, за кошт абагульванні электронаў кожнага атама. Такім чынам, сувязь таксама кавалентная непалярная. Пры гэтым яна падвойная, так як у кожнага з атамаў ёсць па два неспаренных электрона на знешнім узроўні. Можна вельмі проста адлюстраваць, як выглядае кісларод. Формула наступная: О ₂ ці Аб = О.

Дзякуючы наяўнасці такой сувязі малекула вельмі ўстойлівая. Для многіх рэакцый з яе ўдзелам патрабуюцца спецыяльныя ўмовы: падвышаны ціск, награванне, выкарыстанне каталізатараў.

Як хімічны элемент кісларод - гэта атам, які мае тры стабільна якія існуюць у прыродзе ізатопа. Іх масавыя колькасці адпаведна роўныя 16, 17, 18. Аднак адсоткавыя суадносіны вельмі адрозніваецца, бо ¹⁶ Аб 99,759%, а астатніх менш 0,5%. Таму самы распаўсюджаны і ўстойлівы ізатоп - менавіта з масавым лікам 16.

Простае рэчыва кісларод

Калі казаць пра дадзены элеменце як аб простым злучэнні, то адразу варта пазначыць агрэгатны стан пры звычайных умовах. Кісларод - газ, які не мае ні густу, ні колеру, ні паху. Двухатомные малекула, якая з'яўляецца самым распаўсюджаным на планеце рэчывам, пасля вадароду і высакароднага газу гелія.

Існуюць і іншыя агрэгатныя станы гэтага рэчыва. Так, пры адмоўнай тэмпературы -183 ⁰ З кісларод кандэнсуецца ў прыгожую блакітную вадкасць. Калі ж перавысіць парог у -200 ⁰ З, то вадкасць перарасце ў ярка-сінія крышталі моноклинной ігольчастай формы.

Усяго вылучаюць тры асноўных тыпу існавання кіслароду ў цвёрдым стане.

1. Альфа-форма (α-О _2). Існуе пры тэмпературы ніжэй 200 ⁰ С.
2. Бэта-форма (β-О _2). Тэмпературны інтэрвал -200-400 ⁰ С.
3. Гама-форма (γ-О _2). Інтэрвал ад -400 да -500 ⁰ С.

Кісларод - гэта адзін з самых важных і значных газаў. Не толькі для жыцця жывых істот на планеце, але і для прыроды ў цэлым. Складана назваць прыродны мінерал або злучэнне, у склад якога б ён не ўваходзіў як элемент.

Гісторыя адкрыцця

Першыя згадкі пра тое, што ў складзе паветра ёсць нейкі газ, які падтрымлівае працэсы гарэння, з'явілася яшчэ ў VIII стагоддзі. Аднак тады вывучыць яго, даказаць існаванне і адкрыць не было тэхнічнай магчымасці. Толькі праз амаль тысячагоддзе, у XVIII стагоддзі гэта было зроблена, дзякуючы працы некалькіх навукоўцаў.

1. 1771 год Карл Шэель дасведчаным шляхам усталяваў склад паветра і высветліў, што асноўныя два газу - гэта кісларод і азот.
2. П'ер Байен праводзіць досведы па раскладанню ртуці і яе аксіду і афіцыйна фіксуе вынікі.
3. 1773 год Шэель афіцыйна адкрывае элемент кісларод, але не атрымлівае яго ў чыстым выглядзе.
4. 1774 год Прыстлі незалежна ад Шэель робіць такое ж, як і ён, адкрыццё, і атрымлівае чысты кісларод раскладаннем ртутнага аксіду.
5. 1775 год Антуан Лавуазье дае назву гэтаму элементу і стварае тэорыю гарэння, якая праіснавала не адну сотню гадоў.
6. 1898 год Томпсан прымушае грамадства задумацца аб тым, што кісларод паветра можа скончыцца з-за вялікіх выкідаў вуглякіслага газу ў атмасферу.
7. У гэтым жа годзе Ціміразеў даказвае адваротнае, так як тлумачыць, што пастаўшчыком кіслароду з'яўляюцца зялёныя расліны планеты.

Такім чынам, стала вядома, што сабой уяўляе кісларод, якое важнае і значны для жыцця гэта газ. Пасля былі вывучаныя ўсе фізічныя і хімічныя ўласцівасці рэчывы, разгледжаны спосабы яго атрымання, пралічана прыкладныя ўтрыманне ў вадзе, зямной кары, атмасферы і іншых месцах планеты.

фізічныя ўласцівасці

Прывядзём асноўныя фізічныя параметры, якімі можна ахарактарызаваць разгляданая злучэнне.

1. Кісларод - газ пры звычайных умовах, які з'яўляецца складовай часткай паветра (21%). Не мае колеру, густу і паху. Лягчэй паветра, дрэнна раствараецца ў вадзе.
2. Актыўна паглынаецца вуглём і парашкамі металаў, раствараецца ў арганічных рэчывах.
3. Тэмпература кіпення складае -183 ⁰ С.
4. Плаўлення -218,35 ⁰ С.
5. Шчыльнасць складае 0,0014 г / см ^3.
6. Крышталічная рашотка малекулярная.

Кісларод валодае парамагнітнага ўласцівасцямі ў вадкім стане.

хімічныя ўласцівасці

Пра тое, наколькі актыўны разгляданы газ, як ён паводзіць сябе ў рэакцыях з іншымі рэчывамі, падрабязна распавядае хімія. Кісларод здольны праяўляць некалькі ступеняў акіслення, хоць найбольш частай з'яўляецца -2, якая лічыцца пастаяннай. Акрамя яе сустракаюцца злучэнні, у якіх значэння наступныя:

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

Хімічная актыўнасць тлумачыцца высокім сродством да электронных, так як значэнне Электраадмо па Поллингу ў яго 3,44. Вышэй толькі ў фтору (4). Таму кісларод з'яўляецца вельмі моцным акісляльнікам. У той жа час у рэакцыях з яшчэ больш моцнымі акісляльнікамі паводзіць сябе як аднаўляльнік, выяўляючы станоўчую ступень акіслення. Напрыклад, у аксід фтору O ⁺² F ₂ ^-.

Існуе вялікая колькасць злучэнняў, у склад якіх уваходзіць кісларод. Гэта такія класы рэчываў, як:

• аксіды;
• пераксіду;
• азанідаў;
• надпероксиды;
• кіслаты;
• падставы;
• солі;
• арганічныя малекулы.

З усімі элементамі кісларод здольны ўступаць у рэакцыю пры звычайных умовах, акрамя высакародных металаў, гелія, неону і аргону і галагенаў. З інэртнымі газамі ён не ўзаемадзейнічае ні пры якіх умовах.

Атрыманне ў прамысловасці

Змест кіслароду ў паветры і вадзе настолькі вялікае (21 і 88% адпаведна), што асноўным прамысловым спосабам яго сінтэзу з'яўляецца фракцыйны перагонка вадкага паветра і электроліз вады.

Асабліва часта ўжываецца першы метад. Бо з паветра можна вылучыць вельмі шмат гэтага газу. Аднак ён будзе не зусім чыстым. Калі ж неабходны прадукт больш высокай якасці, тады ў ход пускаюць электролизные працэсы. Сыравінай для гэтага з'яўляецца альбо вада, альбо шчолач. Гідраксід натрыю або калію выкарыстоўваюць для таго, каб павялічыць сілу электраправоднасці раствора. У цэлым жа сутнасць працэсу зводзіцца да раскладання вады.

Атрыманне ў лабараторыі

Сярод лабараторных метадаў шырокае распаўсюджанне атрымаў метад тэрмічнай апрацоўкі:

• пераксіду;
• соляў кіслародзмяшчальных кіслот.

Пры высокіх тэмпературах яны раскладаюцца з вылучэннем газападобнага кіслароду. Каталізуюць працэс часцей за ўсё аксідам марганцу (IV). Збіраюць кісларод выцясненнем вады, а выяўляюць - цьмее лучынкай. Як вядома, у атмасферы кіслароду полымя разгараецца вельмі ярка.

Яшчэ адно рэчыва, якое выкарыстоўваецца для атрымання кіслароду на школьных уроках хіміі, - перакіс вадароду. Нават 3% раствор пад дзеяннем каталізатара імгненна раскладаецца з вызваленнем чыстага газу. Яго трэба толькі паспець сабраць. Каталізатар той жа - аксід марганца MnO _2.

Сярод соляў часцей за ўсё выкарыстоўваюцца:

• бертолетова соль, або хлорат калія;
• перманганат калія, або марганцоўкай.

Каб апісаць працэс, можна прывесці раўнанне. Кіслароду выдзяляецца дастаткова для лабараторных і даследчых патрэб:

2KClO ₃ = 2KCl + 3O ₂ ↑.

Алатропныя мадыфікацыі кіслароду

Існуе адна аллотропная мадыфікацыя, якую мае кісларод. Формула гэтага злучэння Аб _3, называецца яно азонам. Гэта газ, які ўтвараецца ў прыродных умовах пры уздзеянні ультрафіялету і навальнічных разрадаў на кісларод паветра. У адрозненне ад самога Аб _2, азон мае прыемны пах свежасці, які адчуваецца ў паветры пасля дажджу з маланкай і громам.

Адрозненне кіслароду і азону заключаецца не толькі ў колькасці атамаў у малекуле, але і ў будынку крышталічнай рашоткі. У хімічным дачыненні азон - яшчэ больш моцны акісляльнік.

Кісларод - гэта кампанент паветра

Распаўсюджванне оксигена ў прыродзе вельмі шырока. Кісларод сустракаецца ў:

• горных пародах і мінералах;
• вадзе салёнай і прэснай;
• глебе;
• раслінных і жывёл арганізмах;
• паветры, уключаючы верхнія слаі атмасферы.

Відавочна, што ім занятыя ўсе абалонкі Зямлі - літасфера, гідрасфера, атмасфера і біясфера. Асабліва важным з'яўляецца ўтрыманне яго ў складзе паветра. Бо менавіта гэты фактар дазваляе існаваць на нашай планеце жыццёвым формам, у тым ліку і чалавеку.

Склад паветра, якім мы дыхаем, надзвычай неаднастайны. Ён уключае ў сябе як пастаянныя кампаненты, так і зменныя. Да нязменным і заўсёды прысутным адносяцца:

• вуглякіслы газ;
• кісларод;
• азот;
• высакародныя газы.

Да пераменным можна аднесці пары вады, часціцы пылу, староннія газы (выхлапныя, прадукты гарэння, гніення і іншыя), раслінная пылок, бактэрыі, грыбкі і іншыя.

Значэнне кіслароду ў прыродзе

Вельмі важна, колькі кіслароду ўтрымліваецца ў прыродзе. Бо вядома, што на некаторых спадарожніках вялікіх планет (Юпітэр, Сатурн) былі выяўленыя следовые колькасці гэтага газу, аднак відавочнай жыцця там няма. Наша Зямля мае дастатковую яго колькасць, якое ў спалучэнні з вадой дае магчымасць існаваць ўсім жывым арганізмам.

Акрамя таго, што ён з'яўляецца актыўным удзельнікам дыхання, кісларод яшчэ праводзіць незлічоная колькасць рэакцый акіслення, у выніку якіх вызваляецца энергія для жыцця.

Асноўнымі пастаўшчыкамі гэтага унікальнага газу ў прыродзе з'яўляюцца зялёныя расліны і некаторыя віды бактэрый. Дзякуючы ім падтрымліваецца пастаянны баланс кіслароду і вуглякіслага газу. Акрамя таго, азон выбудоўвае ахоўны экран над усёй Зямлёй, які не дазваляе пранікаць вялікай колькасці які знішчае ультрафіялетавага выпраменьвання.

Толькі некаторыя віды анаэробных арганізмаў (бактэрыі, грыбкі) здольныя жыць па-за атмасферы кіслароду. Аднак іх значна менш, чым тых, хто вельмі ў ім мае патрэбу.

Выкарыстанне кіслароду і азону ў прамысловасці

Асноўныя вобласці выкарыстання алатропныя мадыфікацый кіслароду ў прамысловасці наступныя.

1. Металургія (для зваркі і выразкі металаў).
2. Медыцына.
3. Сельская гаспадарка.
4. У якасці ракетнага паліва.
5. Сінтэз многіх хімічных злучэнняў, у тым ліку выбуховых рэчываў.
6. Ачышчэнне і абеззаражанне вады.

Складана назваць хоць бы адзін працэс, у якім не прымае ўдзел гэты вялікі газ, унікальнае рэчыва - кісларод.