Formula oxigen. Tabelul periodic - oxigen

Elementul chimic de oxigen stocat în grupul principal a doua perioadă a VI-a învechit o versiune scurtă a tabelului periodic. În conformitate cu noile standarde de numerotare - este grupa 16. Decizia corespunzătoare a fost făcută de IUPAC în 1988. Oxigenul ca substanță simplă cu formula - O _2. Luați în considerare principalele sale proprietăți, rol în natură și economie. Vom începe cu o descriere a întregului grup a sistemului periodic, care este condus de oxigen. Elementul diferă de congenerii săi având calcogen, iar apa este diferit de hidrogen compușii cu sulf, seleniu și telur. Explicația tuturor semnele distinctive pentru a fi găsit, doar pentru a afla despre structura și proprietățile atomului.

Calcogen - elemente legate de oxigen

Proprietati similare ale atomilor formează un singur grup în sistemul periodic. Oxigenul este condus de familia calcogen, dar diferă de ele într-un număr de proprietăți.

Masa atomică a oxigenului - grupul strămoș - este 16a. .. Compuși E m calcogen cu formarea hidrogenului și a metalelor prezintă starea lor de oxidare normală -2. De exemplu, compus din apă _(H2O) Numărul de oxidare al oxigenului este -2.

Compoziția compușilor tipici calcogen hidrogen cu formula generală: H ₂ Acid R. Dizolvarea acestor substanțe sunt formate. Numai hidrogen bonding oxigen - apa - are proprietăți deosebite. Conform constatărilor oamenilor de știință, această substanță este acid neobișnuit și foarte slab și o bază foarte slabă.

Sulf, seleniu și telur au stat tipic pozitiv de oxidare (4, 6) în compuși cu oxigen și alte nemetale cu electronegativitate mare (EO). oxizi Compoziția calcogen reflectă formula generală: RO ₂ RO _3. Ei au o compoziție acidă corespunzătoare: H ₂ RO _3, H ₂ RO _4.

Elementele corespund substanțelor simplu: oxigen, sulf, seleniu, telur și poloniu. Primii trei membri prezintă proprietăți metalice. Oxigen Formula - Despre _2. modificarea alotropică a aceluiași element - ozon (O _3). Ambele versiuni sunt gaze. Sulf și seleniu - nemetale solide. Telur - substanță metaloid, un conductor de curent electric, poloniu - metal.

Oxigen - elementul cel mai abundent

Conținutul total al atomilor elementului în scoarța terestră este de aproximativ 47% (în greutate). Oxigenul se găsește sub formă liberă, sau ca parte a conexiuni multiple. substanță simplă, a cărei formulă de O ₂ este în compoziția atmosferei, constituind aer 21% (în volum). oxigen molecular este dizolvat în apă, este între particulele de sol.

Știm deja că există un alt tip de existență a aceluiași element chimic sub forma unei substanțe simple. Acest ozon - gaz de formare la aproximativ 30 km de stratul de suprafață, de multe ori numit ecran de ozon. oxigen legat intră moleculele de apă din mai multe roci și minerale, compuși organici.

atom de oxigen Structura

Tabelul periodic conține informații complete despre oxigen:

1. Numărul de serie al elementului - 8.
2. taxa nucleară - 8.
3. Numărul total de electroni - 8.
4. Formula oxigen Electronic - 1s 2s ^{2 2} 2p ^4.

În natură, există trei izotopi stabili, care au același număr de ordine în Tabelul Periodic, o compoziție identică cu protoni și electroni, dar un număr diferit de neutroni. Izotopii sunt notate cu același simbol - O. Pentru comparație diagramă care prezintă compoziția de trei izotopi de oxigen:

Proprietățile de oxigen - un element chimic

La 2p atom subnivel are doi electroni nepereche, ceea ce explică apariția oxidare -2 și +2. Doi electroni pereche nu se poate deconecta, la gradul de oxidare a crescut la patru ca în sulf și alte calcogenuri. Motivul - lipsa de liber substrat. Prin urmare, compușii elementului chimic nu prezintă valență de oxigen și un număr egal de grup starea de oxidare în versiunea scurtă a sistemului periodic (6). Numărul mediu de oxidare este -2 pentru el.

Numai cu compuși de fluor prezintă oxigen necaracteristică starea de oxidare +2 pozitivă pentru el. Valoarea EO a două concentrații diferite de nemetale: EA (D) = 3,5; EE (F) = 4. Ca element mai electronegative, fluor mai puternic retine electronii de valență și atrage particulele la un nivel de energie externă a atomului de oxigen. De aceea, în reacția cu fluor este agent reducător de oxigen pierde electroni.

Oxygen - o substanță simplă

D. English cercetător Priestley în 1774 în cursul experimentelor identificate de gaz prin descompunerea oxidului de mercur. Doi ani mai devreme, aceeași substanță în forma sa pură a fost K. Scheele. Doar câțiva ani mai târziu, chimistul francez Antoine Lavoisier a constatat că pentru gaz este o parte a aerului, și proprietățile studiate. Formula chimică de oxigen - O _2. Reflectați compoziția de înregistrare a electronilor materiei care participă la formarea unei legături covalente nepolare - O O ::. Înlocuiți fiecare pereche de legare de electroni cu o singură linie: O = O. O astfel de formulă de oxigen arată în mod clar că atomii din molecula sunt legate prin două perechi de electroni comune.

Se efectuează calcule simple și a determina ce este masa moleculară relativă de oxigen: Mr (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Pentru comparație: (. Air) Mr = 29. Formula oxigen de natură chimică diferită de ozon un atom de oxigen. Prin urmare, dl (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48. ozon în oxigen este de 1,5 ori mai greu.

proprietățile fizice

Oxygen - un gaz fără culoare, gust si miros (la temperatură și presiune standard egală cu presiunea atmosferică). Substanța este puțin mai greu decât aerul; solubil în apă, dar în cantități mici. Punctul de topire de oxigen este negativ și este -218,3 ° C. Momentul în care oxigenul lichid este convertit înapoi în gaz - este temperatura de fierbere. Pentru O valoare ₂ molecule acestei cantități fizice ajunge la -182,96 ° C Oxigenul lichid și solid devine o culoare albastru deschis.

Obținerea de oxigen în laborator

Atunci când este încălzit, substanțe cum ar fi permanganatul de potasiu cu conținut de oxigen, este alocat un gaz incolor care pot fi colectate într-un flacon sau tub. Dacă faci în torță de oxigen pur aprins, arde mai puternic decât în aer. Două metode de laborator altele pentru producerea oxigenului - descompunerea peroxidului de hidrogen și clorat de potasiu (clorat de potasiu). Luați în considerare dispozitivul de circuit, care este folosit pentru descompunerea termică.

Într-o eprubetă sau un balon cu fund rotund este necesară pentru a turna un clorat de potasiu puțin, închideți dopul cu un tub de evacuare a gazelor. capătul opus ar trebui să fie trimis (sub apă) răsturnat cu susul în jos în balon. Gatul trebuie omise într-un pahar sau mucegai umplut cu apă. Când oxigenul încălzit este eliberată din sarea tubului cloratul. Care intră în tubul de vapori în balon, înlocuind apa. Când becul este umplut cu gaz, subacvatic închisă dop și. S-a obținut în acest experiment de laborator, oxigenul poate fi utilizat pentru a studia proprietățile chimice ale substanței simple.

ardere

În cazul în care laboratorul efectuează arderea substanțelor în oxigen, este necesar să se cunoască și să respecte reglementările de incendiu. Hidrogenul este ars instantaneu în aer, amestecat cu oxigen într-un raport de 2: 1, este exploziv. substanțe de ardere în oxigen pur este mult mai intensă decât în aer. Acest lucru se explică prin fenomenul compoziției aerului. Oxigen în atmosferă este puțin mai mult de 1,5 părți (21%). Combustia - o substanță de reacție cu oxigenul, și rezultând diferite produse, în principal, oxizi de metale și nemetale. amestec Oxidant de O ₂ cu substanțe inflamabile, în plus, compușii rezultați pot fi toxice.

Combustia lumânare convențională (sau meciuri), însoțită de formarea de dioxid de carbon. Următorul experiment poate fi efectuat la domiciliu. În cazul în care substanța de a arde sub un borcan de sticlă sau o ceașcă mare, arderea va înceta odată tot oxigenul este consumat. Azotul nu are suport pentru respirație și de ardere. Dioxid de carbon - produs de oxidare - nu mai reacționează cu oxigenul. Transparent calcaroasa poate detecta prezența dioxidului de carbon la lumânare aprinsă. În cazul în care produsele de ardere trec prin hidroxidul de calciu, soluția devine tulbure. Reacția chimică are loc între apă de var și dioxid de carbon, obținut carbonat de calciu insolubil.

Prepararea oxigenului la scară industrială

Cel mai ieftin proces, în care se obțin molecule libere de aer O _2, care nu sunt asociate cu efectuarea reacțiilor chimice. In industrie, de exemplu, în mori de oțel, aerul la temperatură joasă și înaltă presiune lichefiate. Astfel de componente atmosferice majore, cum ar fi oxigen și azot, se fierbe la temperaturi diferite. Se separă amestecul de aer cu încălzire treptată până la temperatura ambiantă. In primul rand, moleculele de azot se disting, și apoi oxigen. Metoda de separare pe baza diferitelor proprietăți fizice ale substanțelor simple. Formula substanță simplă de oxigen este la fel cum a fost înainte de răcirea și lichefierea aerului, - O _2.

Ca rezultat, unele reacții de electroliză, de asemenea, oxigen, este colectat peste electrodul corespunzător. necesarul de gaze naturale, de companii de construcții industriale, în volume mari. Cererea de oxigen este în continuă creștere, mai ales are nevoie de ea din industria chimică. gaz produs depozitat în scopuri industriale și medicale în cilindri de oțel, prevăzute cu un marcaj. Un rezervor de oxigen colorat în culoarea albastru sau albastru pentru ao distinge de alte gaze lichefiate - azot, metan, amoniac.

Calcule chimice bazate pe formule și ecuații ale reacțiilor care implică O ₂ molecule

Valoarea numerică a masei molare de oxigen coincide cu o altă cantitate - masa moleculară relativă. Numai în primul caz, există unități. Formula Pe scurt substanța oxigen și greutatea sa moleculară trebuie să fie scrise ca: M (O ₂₎ = 32 g / mol. În condiții normale, un mol de orice volum de gaz corespunde la 22,4 litri. Prin urmare, 1 mol de O ₂ - este de 22,4 litri substanță 2 moli O ₂ - 44.8 litri. Conform ecuației reacției dintre hidrogen și oxigen se poate observa că reacționează 2 moli de hidrogen și un mol de oxigen:

Dacă jocul reacției de 1 mol de hidrogen, cantitatea de oxigen de 0,5 mol • l 22,4 / mol = 11,2 litri.

Rolul O ₂ molecule în natură și viața umană

Oxigenul consumat de către organismele vii de pe Pământ, și este implicat în circulația substanțelor de peste 3 miliarde de ani. Aceasta este principala substanță pentru respirație și metabolism, se poate descompune moleculele de substante nutritive sintetizate de către organismul are nevoie de energie. Oxigenul este în mod constant consumată în lume, dar rezervele sale sunt completate prin fotosinteză. om de știință rus K. Timiryazev crede că, datorită acestui proces există încă viața pe planeta noastră.

Mare este rolul oxigenului în natură și economie:

• absorbită în timpul respirației organismelor vii;
• implicată în reacțiile de fotosinteză în plante;
• parte a moleculei organice;
• procese de descompunere, fermentare, ruginirea apar cu participarea oxigenului servind ca oxidant;
• utilizat pentru sinteza produselor ecologice.

Cilindrii de oxigen lichefiat sunt utilizate pentru tăierea și sudarea metalelor la temperaturi ridicate. Aceste procese sunt realizate în fabricile constructoare de mașini, în companiile de transport și de construcții. Pentru munca sub apă, în subteran, la mare altitudine într - un vid de oameni au nevoie , de asemenea , molecula de O _2. Rezervoarele de oxigen sunt utilizate în medicină pentru a îmbogăți compoziția aerului inhalat de oameni care sunt bolnavi. Gaz de uz medical, caracterizate prin lipsa aproape completă de impurități tehnice, miros.

Oxigen - oxidantul perfectă

Compus oxigen Cunoscut cu toate elementele chimice din tabelul periodic, cu excepția primii reprezentanți ai familiei gaze rare. Multe substanțe reacționează direct cu atomi de oxigen, cu excepția halogeni, aur și platină. De o mare importanță sunt fenomene care implică oxigen, care sunt însoțite de eliberarea de lumină și căldură. Astfel de procese sunt utilizate pe scară largă în casă și industrie. Minereurile de metal care reacționează cu oxigenul numit ardere. minereu premăcinată este amestecat cu aer îmbogățit cu oxigen. La temperaturi ridicate, recuperarea metalelor din sulfuri la substanțe simple. Astfel obținut fier și unele metale neferoase. Prezența oxigenului pur mărește viteza proceselor de producție în diferite ramuri ale chimiei, ingineriei și metalurgie.

Apariția unei metode ieftine de producere a oxigenului din aer prin separarea în componentele sale, la temperatură scăzută, a stimulat dezvoltarea multor domenii ale producției industriale. Chimiștii cred molecule O ₂ și O atomi de agenți oxidanți ideali. Acestea sunt materiale naturale, acestea sunt în mod constant reînnoite în natură, nu poluează mediul înconjurător. În plus, reacțiile chimice care implică oxigen adesea se termină cu o sinteză a unui alt produs natural si sigur - apa. Rolul O ₂ în îndepărtarea de purificare a apelor reziduale industriale toxice din impurități. Mai mult oxigen este utilizat pentru dezinfectarea modificărilor sale alotropice - ozon. Această substanță simplă posedă activitate de oxidare ridicată. Atunci când apa se descompun ozonizare poluanți. Ozonul este de asemenea un efect dăunător asupra microflorei patogene.