Fórmula d'oxigen. Taula periòdica - oxigen

Element químic oxigen emmagatzemat en el grup principal segon període VI-èsim d'obsolet una versió curta de la Taula Periòdica. D'acord amb les noves normes de numeració - és el grup 16a. La decisió corresponent va ser fet per IUPAC el 1988. Oxygen com una substància simple de fórmula - O _2. Penseu en les seves propietats principals, el paper de la natura i l'economia. Començarem amb una descripció de tot el grup del sistema periòdic, que està encapçalada per l'oxigen. Element es diferencia dels seus congèneres que té la calcógeno, i l'aigua és diferent d'hidrogen , els compostos de sofre, seleni i tel·luri. L'explicació de totes les característiques que es troben, només per aprendre sobre l'estructura i les propietats de l'àtom.

Calcògens - elements relacionats d'oxigen

propietats similars dels àtoms formen un únic grup en el sistema periòdic. L'oxigen està encapçalada per la família de calcògens, però difereix d'elles en una sèrie de propietats.

La massa atòmica de l'oxigen - el grup ancestre - és 16 a. .. compostos I m calcògens amb la formació d'hidrogen i metalls exhibeixen el seu estat d'oxidació normal de -2. Per exemple, compost d'aigua (H ₂ O) número d'oxidació de l'oxigen és -2.

Composició de compostos de calcógeno d'hidrogen típics de la fórmula general: H ₂ àcid R. La dissolució d'aquestes substàncies es formen. Només hidrogen enllaç d'oxigen - aigua - té propietats especials. D'acord amb les troballes dels científics, aquesta substància és àcid inusual i molt feble, i una base molt feble.

Sofre, seleni i tel·luri tenen estat típic positiu d'oxidació (4, 6) en compostos amb oxigen i altres no metalls que tenen una alta electronegativitat (EO). òxids Composició calcògens reflecteixen la fórmula general: RO _2, RO _3. Tenen una composició d'àcid corresponent: H ₂ RO _3, H ₂ RO _4.

Elements corresponen a substàncies simples: oxigen, sofre, seleni, tel·luri i poloni. Els tres primers membres exhibeixen propietats metàl·liques. Oxygen Formula - Sobre de _2. modificació al·lotròpica del mateix element - ozó (O _3). Les dues versions són gasos. El sofre i el seleni - sòlid no metalls. Tel·luri - substància metal·loide, un conductor del corrent elèctric, el poloni - metall.

Oxigen - l'element més abundant

El contingut total d'àtoms de l'element en l'escorça terrestre és d'aproximadament 47% (en pes). L'oxigen es troba en forma lliure, o com a part de múltiples connexions. substància simple, la fórmula d'O ₂ és en la composició de l'atmosfera, que constitueix el 21% d'aire (en volum). L'oxigen molecular es dissol en aigua, és entre les partícules del sòl.

Ja sabem que hi ha un altre tipus d'existència d'un mateix element químic en forma d'una substància simple. Aquest ozó - gas de formació a uns 30 km de la capa superficial, sovint anomenada pantalla d'ozó. oxigen Bound entra a les molècules d'aigua en les moltes roques i minerals, compostos orgànics.

àtom d'oxigen Estructura

taula periòdica conté informació completa sobre l'oxigen:

1. El número de sèrie de l'element - 8.
2. càrrega nuclear - 8.
3. El nombre total d'electrons - 8.
4. fórmula d'oxigen Electronic - 1s 2s ^{2 2} 2p ^4.

A la natura, hi ha tres isòtops estables, que tenen el mateix nombre de seqüència a la Taula Periòdica, una composició idèntica de protons i electrons, però un nombre diferent de neutrons. Els isòtops es denoten pel mateix símbol - O. Per gràfic de comparació que mostra la composició de tres isòtops d'oxigen:

Propietats d'oxigen - un element químic

En 2p àtom de subnivell té dos electrons desaparellats, el que explica l'aparició d'oxidació -2 i +2. Dos electrons aparellats no es pot desconnectar, per al grau d'oxidació va augmentar a quatre com a sofre i altres calcogenurs. La raó - la manca de subcapa lliure. Per tant, els compostos de la element químic no exhibeixen valència oxigen i nombre igual grup estat d'oxidació en la versió curta del sistema periòdic (6). grau d'oxidació mitjà és de -2 per a ell.

Només amb compostos de fluor exhibeix oxigen estat d'oxidació positiu característic de 2 per a ell. valor EO de dues concentracions diferents elements no metàl·lics EA (D) = 3.5; EE (F) = 4. Com a element més electronegatiu, fluoro fort conserva els seus electrons de valència i atrau les partícules a un nivell d'energia externa de l'àtom d'oxigen. Per tant, en la reacció amb fluor és oxigen agent reductor perd electrons.

Oxigen - una substància simple

investigador D. Anglès Priestley en 1774 en el curs dels experiments de gas identificats per la descomposició de l'òxid de mercuri. Dos anys abans, la mateixa substància en la seva forma pura era K. Scheele. Només uns pocs anys més tard, el químic francès Antoine Lavoisier va descobrir que el gas és una part de l'aire, i va estudiar les propietats. fórmula química d'oxigen - O _2. Representatives composició gravació d'electrons matèria participar en la formació d'un enllaç covalent no polar - O O ::. Substitueix cada parell d'electrons d'unió amb una línia: O = O. Tal fórmula oxigen mostra clarament que els àtoms en la molècula estan unides per dos parells d'electrons comú.

Realitzar càlculs simples i determinar quina és la massa molecular relativa d'oxigen: D. (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Per a la comparació: (. Air) Mr = 29. fórmula química d'oxigen difereix d'ozó un àtom d'oxigen. Per tant, Sr. _(O3) = Ar (O) x 3 = 48. L'ozó en oxigen és 1,5 vegades més pesades.

propietats físiques

Oxygen - un gas sense color, sabor i olor (a temperatura i pressió estàndard igual a la pressió atmosfèrica). La substància és una mica més pesat que l'aire; soluble en aigua, però en petites quantitats. Punt de fusió d'oxigen és negatiu i és -218,3 ° C. El punt en el qual l'oxigen líquid es converteix en gas - és la seva temperatura d'ebullició. Per O ₂ molècules valor d'aquesta quantitat física arriba a -182,96 ° C. L'oxigen líquid i sòlid es converteix en un color blau clar.

Obtenció d'oxigen al laboratori

Quan s'escalfa, les substàncies com ara permanganat de potassi que conté oxigen, s'assigna un gas incolor que pot ser recollit en un matràs o tub. Si realitza a la torxa encesa oxigen pur, es crema amb més intensitat que en l'aire. Dues un altre mètode de laboratori per a la producció d'oxigen - descomposició del peròxid d'hidrogen i clorat de potassi (clorat de potassi). Penseu el dispositiu de circuit, que s'utilitza per a la descomposició tèrmica.

En un tub d'assaig o un matràs de fons rodó és necessari abocar una mica de clorat de potassi, tanca el tap amb un tub de sortida de gas. El seu extrem oposat ha de ser enviada (sota l'aigua) invertida a l'inrevés en el matràs. El coll ha de ser omès en un got o motlle ple amb aigua. Quan l'oxigen escalfat s'allibera de la sal de clorat de tub. A mesura que entra el tub de vapor en el matràs, desplaçant l'aigua d'ella. Quan el bulb s'omple de gas, el seu baix l'aigua tancat va tapar i s'inverteix. Obtinguts en aquest experiment de laboratori, l'oxigen pot ser utilitzat per estudiar les propietats químiques de la substància simple.

ardent

Si el laboratori porta a terme la combustió de substàncies en oxigen, cal conèixer i complir amb la normativa contra incendis. L'hidrogen es crema instantàniament en l'aire, barrejat amb oxigen en una relació de 2: 1, és explosiu. substàncies de combustió amb oxigen pur és molt més intensa que en l'aire. Això s'explica pel fenomen de la composició de l'aire. Oxigen en l'atmosfera és poc més que 1,5 parts (21%). Combustion - una substància de reacció amb oxigen, i que resulta en diferents productes, principalment òxids de metalls i no metalls. barreja oxidant de l'O ₂ amb substàncies inflamables, a més, els compostos resultants poden ser tòxics.

La combustió de l'espelma convencional (o partits) acompanyada per la formació de diòxid de carboni. El següent experiment es pot fer a casa. Si la substància es cremi sota un pot de vidre o una tassa gran, la combustió cessarà una vegada que tot l'oxigen es consumeix. El nitrogen no és compatible amb la respiració i la combustió. Diòxid de carboni - producte d'oxidació - ja no reacciona amb l'oxigen. Transparent aigua de calç pot detectar la presència de diòxid de carboni sobre la vela ardent. Si els productes de combustió passen a través de l'hidròxid de calci, la solució es torna tèrbola. La reacció química es produeix entre l'aigua de calç i diòxid de carboni, carbonat de calci insoluble obtingut.

Preparació d'oxigen a escala industrial

El procés més barat, en què s'obtenen molècules lliure d'aire O _2, no associats amb dur a terme reaccions químiques. En la indústria, per exemple, en fàbriques d'acer, l'aire a baixa temperatura i alta pressió liquat. Aquests components principals atmosfèrics com ara oxigen i nitrogen, bullir a diferents temperatures. Es separa la barreja d'aire amb escalfament gradual fins a temperatura ambient. En primer lloc, les molècules de nitrogen es distingeixen, i després oxigen. El mètode de separació basat en diverses propietats físiques de les substàncies simples. Fórmula substància simple d'oxigen és la mateixa que era abans de la refrigeració i liqüefacció d'aire, - O _2.

Com a resultat, algunes de les reaccions d'electròlisi, també, per l'oxigen, es recull sobre l'elèctrode corresponent. les necessitats de gas de les empreses industrials, de construcció en grans volums. la demanda d'oxigen està en constant creixement, especialment el necessita la indústria química. gas producte emmagatzemat per a fins industrials i metges en cilindres d'acer, equipades amb una marca. Un tanc d'oxigen tenyit en color blau o blau per distingir-ho d'un altre gas liquat - nitrogen, metà, amoníac.

càlculs químics a base de fórmules i equacions de reaccions que impliquen molècules d'O ₂

El valor numèric de la massa molar d'oxigen coincideix amb una altra quantitat - massa molecular relativa. Només en el primer cas, hi ha unitats. fórmula Breument substància d'oxigen i el seu pes molecular han de ser escrites com: M (O ₂₎ = 32 g / mol. En condicions normals mol de qualsevol volum de gas correspon a 22,4 litres. Per tant, 1 mol d'O ₂ - és 22,4 litres de substàncies 2 mols O ₂ - 44,8 litres. D'acord amb l'equació de la reacció entre l'hidrogen i l'oxigen es pot veure que reaccionen 2 mols d'hidrogen i un mol d'oxigen:

Si el joc de la reacció d'1 mol d'hidrogen, la quantitat d'oxigen de 0,5 mol • 22,4 l / mol = 11,2 litres.

El paper de les molècules d'O ₂ en la naturalesa i la vida humana

L'oxigen consumit pels organismes vius a la Terra, i està implicat en la circulació de substàncies en excés de 3 mil milions d'anys. Aquesta és la principal substància per a la respiració i el metabolisme, es pot descompondre molècules nutrients sintetitzats pel cos necessita energia. L'oxigen es consumeix constantment al món, però les seves reserves es reposen mitjançant la fotosíntesi. científic rus K. Timiryazev creu que a causa d'aquest procés encara hi ha vida al nostre planeta.

Gran és el paper de l'oxigen en la naturalesa i l'economia:

• absorbida durant organismes de respiració vivent;
• involucrat en les reaccions de fotosíntesi en les plantes;
• part de la molècula orgànica;
• processos de desintegració, la fermentació, l'oxidació es produeixen amb la participació d'oxigen que actua com a oxidant;
• usat per a la síntesi de productes orgànics.

Els cilindres d'oxigen liquats s'utilitzen per al tall i soldadura de metalls a altes temperatures. Aquests processos es duen a terme a les plantes de construcció de maquinària, en les empreses de transport i de la construcció. Per al treball sota l'aigua, sota terra, a gran alçada en un buit persones també necessiten la molècula d'O _2. Els tancs d'oxigen s'utilitzen en medicina per enriquir la composició de l'aire inhalat per les persones que estan malaltes. Gas per a ús mèdic, que es caracteritza per l'absència gairebé total d'impureses tècniques, olor.

Oxigen - l'oxidant perfecta

compost d'oxigen coneguts amb tots els elements químics de la taula periòdica, excepte per als primers representants de la família dels gasos rars. Moltes substàncies reaccionen directament amb àtoms d'oxigen, amb exclusió d'halògens, or i platí. De gran importància són els fenòmens que intervé l'oxigen, que van acompanyats per l'alliberament de la llum i la calor. Aquests processos són àmpliament utilitzats a la llar i la indústria. Els minerals metàl·lics que reaccionen amb l'oxigen cridats a disparar. mineral de premolido es barreja amb aire enriquit amb oxigen. A altes temperatures la recuperació de metalls a partir de sulfur a substàncies simples. Així obtingut ferro i alguns metalls no fèrrics. La presència d'oxigen pur augmenta la velocitat dels processos de producció en les diferents branques de la química, l'enginyeria i la metal·lúrgia.

L'aparició d'un mètode barat per a la producció d'oxigen de l'aire mitjançant la separació en els seus components a baixa temperatura, ha estimulat el desenvolupament de molts àmbits de la producció industrial. Els químics creuen molècula d'O ₂ i O àtoms d'agents oxidants ideals. Aquests són materials naturals, que es renoven constantment en la naturalesa, no contaminen el medi ambient. A més, les reaccions químiques que impliquen oxigen sovint acaben amb una síntesi d'un altre producte natural i segur - aigua. El paper d'O ₂ en l'eliminació de purificació tòxic aigües residuals industrials d'impureses. A més d'oxigen s'utilitza per a la desinfecció de les seves modificacions al·lotròpiques - d'ozó. Aquesta substància simple posseeix alta activitat oxidant. Quan ozonització de l'aigua es descomponen els contaminants. L'ozó és també efecte perjudicial sobre la microflora patògena.