Oksygen formel. Periodiske system - oksygen

Kjemisk element oksygen som er lagret i den andre perioden VI-th hovedgruppe av foreldet en kort versjon av det periodiske system. Ifølge de nye nummerering standarder - er den 16. gruppen. Den tilsvarende beslutning ble gjort ved IUPAC 1988. Oksygen som en enkel substans av formel - O _2. Vurdere sine viktigste egenskaper, rolle i naturen og økonomi. Vi begynner med en beskrivelse av hele gruppen i det periodiske system, som ledes av oksygen. Element forskjellig fra dets beslektede forbindelser som har den chalcogen, og vann er forskjellig fra hydrogen, kan forbindelsene med svovel, selen og tellur. Forklaringen på alle kjennetegnene som finnes, bare for å lære om struktur og egenskaper for atom.

Chalcogens - beslektede elementene oksygen

Lignende egenskaper av de atomer danner en enkelt gruppe i det periodiske system. Oksygen ledes av familien til chalcogens, men skiller seg fra dem i en rekke eiendommer.

Atomvekten av oksygen - den stamfar gruppen - er 16 en. .. E m chalcogen forbindelser med dannelse av hydrogen og metaller utøve sin normale oksydasjonstilstand -2. For eksempel, som består av vann _(H2O) oksidasjonstall av oksygen er -2.

Sammensetningen av typiske hydrogen chalcogen forbindelser med den generelle formel: H ₂ R. Oppløsningen av disse stoffene er dannet syre. Bare hydrogenbinding oksygen - vann - har spesielle egenskaper. I henhold til resultatene av forskere, er dette stoff uvanlig og meget svak syre, og en meget svak base.

Svovel, selen og tellur har typisk positiv oksidasjonstilstand (4, 6) i forbindelser med oksygen, og andre ikke-metaller som har høy elektronegativitet (EO). Sammensetning chalcogen oksyder reflektere den generelle formel: RO _{2, 3 RO.} De har en sammensetning tilsvarende syre: H ₂ RO _{3, H-2} RO _4.

Elementer svarer til enkle bestanddeler: oksygen, svovel, selen, tellur og polonium. De tre første medlemmer fremviser metalliske egenskaper. Oksygen Formula - Om _to. Allotropiske modifikasjoner av det samme element - ozon _(O3). Begge versjonene er gasser. Svovel og selen - faste ikke-metaller. Tellur - metalloid substans, en leder for elektrisk strøm, polonium - metall.

Oksygen - den mest tallrike element

Det totale innhold av atomer av elementet i jordskorpen er ca. 47% (etter vekt). Oksygen er funnet i fri form, eller som en del av flere tilkoblinger. Enkel substans, som har formelen O ₂ er i sammensetningen av atmosfæren, som utgjør 21% luft (i volum). Molekylært oksygen er oppløst i vann, er det mellom jordpartiklene.

Vi vet allerede at det er en annen form for eksistensen av samme grunnstoff i form av et enkelt stoff. Denne ozon - gassen som danner ca. 30 km fra overflatelaget, ofte kalt ozon skjerm. Bundet oksygen kommer inn i vannmolekyler i de mange bergarter og mineraler, organiske forbindelser.

Struktur oksygenatom

Periodiske tabell inneholder fullstendig informasjon om oksygen:

1. Serienummeret til element - 8.
2. kjernefysisk ladning - 8.
3. Det totale antall elektron - 8.
4. Elektronisk oksygen formel - 1s 2s ^{2 2} 2p ^4.

I naturen er det tre stabile isotoper, som har samme sekvensnummer i det periodiske system, en identisk sammensetning av protoner og elektroner, men et annet antall nøytroner. Isotoper som er merket med det samme symbol - O. For sammenligning diagram som viser sammensetningen av tre oksygenisotoper:

Egenskaper av oksygen - et kjemisk element

På 2p undernivå atom har to uparede elektroner, noe som forklarer fremkomsten av oksidasjons -2 og +2. To parede elektroner ikke kan koble til graden av oksydasjon økes til fire som i svovel og andre chalcogenides. Grunnen - Mangelen på gratis sublayer. Derfor vil forbindelsene i det kjemiske elementet ikke oppviser oksygen valens og oksidasjonstilstand lik gruppenummer i den korte versjonen av det periodiske system (6). Gjennomsnittlig oksidasjonstall er -2 for ham.

Bare med fluorforbindelser oppviser oksygen ukarakteristisk positiv oksidasjonstilstand på +2 for ham. EO verdi av to forskjellige styrker ikke-metaller: EA (D) = 3,5; EE (F) = 4. Som et mer elektronegative element, fluor sterkere beholder sin valenselektroner og tiltrekker partiklene til en ekstern energinivået til oksygenatomet. Derfor, i reaksjonen med fluor er det oksygenreduserende middel mister elektroner.

Oksygen - en enkel substans

D. engelsk forsker Priestley 1774 i løpet av forsøkene som er identifisert gass ved dekomponering av kvikksølvoksyd. To år tidligere, det samme stoffet i sin rene form var K. Scheele. Bare noen få år senere, den franske kjemikeren Antoine Lavoisier fant at for gass er en del av luften, og studerte egenskapene. Kjemisk oksygen formel - O _2. Reflektere opptak av stoffsammensetning elektroner som deltar i dannelsen av et ikke-polart kovalent binding - O O ::. Erstatte hver bindingselektronparet med en linje: O = O. Slikt oksygen formel viser tydelig at atomene i molekylet er bundet ved hjelp av to felles elektronpar.

Utføre enkle beregninger og bestemme hva som er den relative molekylmasse av oksygen: Mr (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Til sammenligning: (. Luft) Mr = 29. Oksygen Kjemisk formel skiller seg fra ozon ett oksygenatom. Derfor Mr (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48. Ozon i oksygen er 1,5 ganger tyngre.

fysiske egenskaper

Oksygen - en gass uten farge, smak og lukt (ved standard temperatur og trykk som er lik atmosfæretrykket). Stoffet er noe tyngre enn luft; oppløselig i vann, men i små mengder. Smeltepunkt oksygen er negativ og er -218,3 ° C. Punktet hvor flytende oksygen blir konvertert tilbake til gass - er dets koketemperatur. For O ₂ molekyler verdi av denne fysiske størrelse når -182,96 ° C. Det flytende og faste oksygen blir en lyseblå farge.

Å få oksygen i laboratoriet

Når det blir oppvarmet, oksygenholdige stoffer, slik som kaliumpermanganat, blir tildelt en fargeløs gass som kan samles i en kolbe eller rør. Hvis du gjør i ren oksygen fakkelen tent, det brenner klarere enn i luften. To andre laboratoriemetode for fremstilling av oksygen - spaltning av hydrogenperoksyd og kaliumklorat (kaliumklorat). Betrakt kretsanordning, som anvendes for den termiske spaltning.

I et prøverør eller en rundkolbe som er nødvendig for å helle litt kaliumklorat, lukker proppen med et gassutløpsrør. Sin motsatte ende skal sendes (under vann) invertert opp-ned i kolben. Halsen bør være utelatt i et glass eller støpeform fylles med vann. Ved oppvarming oksygen frigjøres fra røret klorat salt. Som det går inn i damprøret inn i kolben, for å fortrenge vann fra den. Når pæren er fylt med gass, dens lukkede undervanns lukket og omvendt. Oppnådd i dette laboratorieeksperiment, kan oksygen brukes til å studere de kjemiske egenskapene til den enkle substans.

brenning

Dersom laboratoriet utfører forbrenning av stoffer i oksygen, er det nødvendig å kjenne til og overholde brannforskrifter. Hydrogen forbrennes øyeblikkelig i luften, blandet med oksygen i et forhold på 2: 1, er det eksplosiv. stoffer forbrenning i ren oksygen er mye mer intens enn i luften. Dette forklares med fenomenet luftblanding. Oksygen i atmosfæren er litt mer enn 1,5 deler (21%). Forbrennings - en reaksjons stoffer med oksygen, og resulterer i ulike produkter, hovedsakelig oksyder av metaller og ikke-metaller. Oksyderende blanding av O ₂ med brennbare stoffer, i tillegg, kan de resulterende forbindelser være giftig.

Forbrenningen konvensjonelt lys (eller fyrstikker) fulgt av dannelse av karbondioksyd. Følgende eksperiment kan utføres hjemme. Dersom stoffet til å brenne under en glasskrukke eller en stor kopp, vil forbrenningen opphøre når alt oksygenet er forbrukt. Nitrogen støtter ikke puste og forbrenning. Karbondioksid - oksydasjonsprodukt - ikke lenger reagerer med oksygen. Transparent kalkvann kan påvise tilstedeværelse av karbondioksid ved brennende lys. Hvis forbrenningsproduktene passere gjennom kalsiumhydroksyd, blir oppløsningen uklar. Kjemisk reaksjon mellom kalk vann og karbondioksyd, oppnådd uoppløselig kalsiumkarbonat.

Fremstilling av oksygen i industriell målestokk

Den billigste prosess, i hvilken molekyler oppnås fri for luft O _2, ikke er forbundet med utførelse av kjemiske reaksjoner. I industrien, for eksempel i stålverk, og luft ved lav temperatur og høyt trykk flytendegjort. Slike store atmosfæriske komponenter slik som oksygen og nitrogen, koker ved forskjellige temperaturer. Separer den luftblandingen med gradvis oppvarming til omgivelsestemperatur. For det første nitrogenmolekylene skilles, og deretter oksygen. Fremgangsmåten for separasjon basert på forskjellige fysikalske egenskaper av enkle stoffer. Formel enkel substans av oksygen er den samme som den var før kjøling og kondensering av luft, - O _2.

Som et resultat av noen av elektrolysereaksjoner, for, oksygen, er samlet inn over den tilsvarende elektrode. Gass behovene til industri, byggefirmaer i store volumer. Oksygen etterspørselen er stadig økende, spesielt må den kjemiske industrien. Lagret produkt gass for industrielle og medisinske formål i stålflasker, som er utstyrt med en markering. En oksygentank farget i blått eller blå farge for å skille det fra andre flytende gass - nitrogen, metan, ammoniakk.

Kjemiske beregninger basert på formler og ligninger for reaksjoner som involverer O ₂ molekyler

Den numeriske verdi av den molare massen av oksygen faller sammen med en annen mengde - relativ molekylmasse. Bare i det første tilfellet, er det enheter. I korthet formel oksygen substans og dens molekylvekt må skrives som: M (O ₂₎ = 32 g / mol. Under normale forhold mol av en hvilken som helst gassvolum svarer til 22,4 liter. Derfor, 1 mol av O ₂ - er 22,4 liter av stoffet 2 mol O ₂ - 44,8 liter. I henhold til ligning av reaksjonen mellom hydrogen og oksygen kan sees at reagere 2 mol hydrogen og et mol oksygen:

Hvis klaringen av reaksjonen av 1 mol av hydrogen, oksygen mengde på 0,5 mol • 22,4 l / mol = 11,2 liter.

Rollen til O ₂ molekyler i naturen og menneskeliv

Oksygen fortært av levende organismer på jorden, og er involvert i sirkulasjon av stoffer i overkant av 3 milliarder år. Dette er den viktigste substans for åndedrett og metabolisme, kan det separerte næringsstoffer molekyler syntetiseres av kroppen trenger energi. Oksygen er stadig forbrukes i verden, men sine reserver etterfylles gjennom fotosyntesen. Russisk forsker K. Timiryazev mente at på grunn av denne prosessen er det fortsatt liv på planeten vår.

Stor er rollen av oksygen i naturen og økonomi:

• absorbert under respirasjon levende organismer;
• som er involvert i reaksjonene fotosyntese i planter;
• en del av det organiske molekyl;
• henfallsprosessene, gjæring, rusting forekomme med deltakelse av oksygen tjene som oksidasjonsmiddel;
• anvendes for syntese av organiske produkter.

Den flytende oksygenflasker brukes til skjæring og sveising av metaller ved høye temperaturer. Disse prosessene er gjennomført i maskin-byggeanlegg, i transport- og byggefirmaer. For arbeid under vann, under jorden, i stor høyde i et vakuum mennesker trenger også _O2 molekylet. Oksygen tanker brukes i medisin for å berike sammensetningen av luften pustes inn av mennesker som er syke. Gass for medisinske formål, karakterisert ved at den nesten fullstendige mangel på tekniske forurensninger, lukt.

Oksygen - den perfekte oksidasjons

Kjent oksygenforbindelse med alle kjemiske elementer i det periodiske system, med unntak av de første representanter av familien av sjeldne gasser. Mange stoffer direkte reagere med oksygenatomer, med unntak av halogener, gull og platina. Av stor betydning er de fenomener som involverer oksygen, noe som er ledsaget av frigjøring av lys og varme. Slike prosesser er mye brukt i hjem og industri. De metallholdig malm som reagerer med oksygen kalt avfyring. For-malte malm blandes med oksygenanriket luft. Ved høye temperaturer gjenvinning av metaller fra sulfid til enkle stoffer. Således erholdte jern og ikke-jernholdige metaller. Nærvær av rent oksygen forsterke raten av produksjonsprosessene i de forskjellige grener av kjemi, engineering og metallurgi.

Utseendet til en billig fremgangsmåte for fremstilling av oksygen fra luft ved separering i sine komponenter ved lav temperatur, har stimulert utviklingen av mange områder av industriell produksjon. Kjemikere tro molekyl O ₂ og O-atomer ideelle oksydasjonsmidler. Dette er naturlige materialer, de er stadig fornyes i naturen, ikke forurenser miljøet. I tillegg kjemiske reaksjoner som involverer oksygen ender ofte med en syntese av enda et annet naturlig og sikkert produkt - vann. Rollen til O ₂ i fjerning av giftige industrielt avløpsvann fra forurensninger. Videre oksygen anvendes for desinfeksjon av sine allotrope modifikasjoner - ozon. Denne enkle stoff ikke har høy oksyderende aktivitet. Når vann ozonisering dekomponere forurensninger. Ozon er også skadelig virkning på patogene mikrofloraen.