ออกซิเจนคือ ... สูตรออกซิเจน อ๊อกซิเจนโมเลกุล

ในบรรดาสารทั้งหมดบนโลกมีสถานที่พิเศษที่ถูกครอบครองโดยสิ่งที่ชีวิตให้ก๊าซออกซิเจน นี่คือการแสดงตนของเขาที่ทำให้ดาวเคราะห์ของเราโดดเด่นเป็นพิเศษในหมู่คนอื่น ๆ ทั้งหมดเป็นพิเศษ ขอบคุณสารนี้ในโลกนี้มีสิ่งมีชีวิตที่สวยงามมากมายเช่นพืชสัตว์คน ออกซิเจนเป็นสารประกอบที่สามารถทดแทนได้ไม่ซ้ำใครและมีความสำคัญอย่างยิ่ง ดังนั้นลองหาว่ามันคืออะไรมีลักษณะอย่างไร

องค์ประกอบทางเคมีของ ออกซิเจน: ลักษณะเฉพาะ

เพื่อเริ่มต้นกับเราระบุตำแหน่งขององค์ประกอบนี้ในตารางธาตุ ซึ่งสามารถทำได้หลายรายการ

1. หมายเลขซีเรียลคือ 8
2. มวลอะตอมเท่ากับ 15.99903
3. มันตั้งอยู่ในกลุ่มที่หกของกลุ่มย่อยหลักของช่วงที่สองของระบบ
4. ค่าของนิวเคลียสเป็น +8 จำนวนโปรตอนคือ 8 จำนวนอิเล็กตรอนคือ 8 และจำนวนนิวตรอนเป็น 8 ดังนั้นจำนวนมายากลคู่จึงได้รับเพื่อให้เสถียรภาพของรูปแบบไอโซโทปหลักของ ¹⁶ O จะสังเกตได้
5. ชื่อภาษาละตินของธาตุคือออกซิเจน รัสเซีย - ออกซิเจนชื่อนี้เกิดจากวลี "การคลอดกรด" นอกจากนี้ยังมีคำเหมือนบางครั้งเรียกว่าออกซิเจน

ความสนใจแยกควรได้รับการวิเคราะห์โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมเนื่องจากจะอธิบายความเสถียรของโมเลกุลและคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

โครงสร้างของโมเลกุล

การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมจะแสดงด้วยสูตร 1s ² 2s ² 2p ⁴ จากบันทึกนี้เป็นที่ชัดเจนว่าก่อนที่ความสมบูรณ์ของระดับพลังงานและการสร้างพันธสัญญา octet, ออกซิเจนขาดอิเล็กตรอนสองตัว นี้อธิบายลักษณะดังต่อไปนี้:

• โมเลกุลออกซิเจนเป็นไดอะทม์;
• ระดับออกซิเดชันของธาตุอยู่เสมอ -2 (ยกเว้นเปอร์ออกไซด์และฟลูออรีนออกไซด์ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงตาม -1 และ +2 ตามลำดับ);
• เป็นสารออกซิแดนท์ที่แรงที่สุด
• ใช้งานง่ายแม้ในสภาวะปกติ
• มีความสามารถในการก่อตัวของสารที่ระเบิดได้

ตอนนี้พิจารณาคำถามของโครงสร้าง โมเลกุลของออกซิเจนเกิดขึ้นได้อย่างไร? ประการแรกกลไกการก่อตัวคือโควาเลนต์ nonpolar นั่นคือเนื่องจากการขัดเกลาทางสังคมของอิเล็กตรอนของแต่ละอะตอม พันธบัตรจึงเป็น nonovolarovent nonpolar ในกรณีนี้เป็นสองเท่าเนื่องจากอะตอมแต่ละตัวมีอิเล็กตรอนสองตัวที่ไม่เท่ากันที่ระดับชั้นนอก คุณสามารถดูภาพที่ออกซิเจนได้ง่ายมาก สูตรมีดังต่อไปนี้ O ₂ หรือ O = O

เนื่องจากมีพันธะดังกล่าวโมเลกุลจึงมีเสถียรภาพมาก สำหรับปฏิกิริยาต่างๆที่เกี่ยวข้องกับเธอจำเป็นต้องมีเงื่อนไขพิเศษคือความดันที่เพิ่มขึ้นความร้อนการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบทางเคมีออกซิเจนเป็นอะตอมที่มีไอโซโทปที่มีเสถียรภาพสามอย่าง จำนวนมวลของพวกเขาคือ 16, 17, 18 ตามลำดับอย่างไรก็ตามอัตราส่วนร้อยละแตกต่างกันมากตั้งแต่ ¹⁶ О 99,759% และส่วนที่เหลือน้อยกว่า 0.5% ดังนั้นไอโซโทปที่พบได้บ่อยและมีเสถียรภาพมากที่สุดคือมีจำนวนมากถึง 16

สารออกซิเจนแบบธรรมดา

ถ้าเราพูดถึงองค์ประกอบนี้ว่าเป็นการเชื่อมต่อแบบง่ายๆจากนั้นทันทีที่จำเป็นต้องกำหนดสถานะรวมภายใต้สภาวะปกติ ออกซิเจนเป็นก๊าซที่ไม่มีรสสีและกลิ่น โมเลกุลไดอะตอมซึ่งเป็นสารที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในโลกหลังจากไฮโดรเจนและก๊าซมีเทนของฮีเลียม

มีสถานะรวมอื่น ๆ ของสารนี้ ดังนั้นที่อุณหภูมิลบของ -183 ^° C, ออกซิเจนควบแน่นเป็นของเหลวสีฟ้าที่สวยงาม ถ้าเกินเกณฑ์ที่ -200 องศาเซลเซียสของเหลวจะโตเร็วขึ้นเป็นผลึกสีฟ้าสดใสที่มีรูปร่างคล้ายเข็มเดียว

มีสามประเภทหลักของการดำรงอยู่ของออกซิเจนในสถานะของแข็ง

1. รูปอัลฟ่า (α-O ₂ ) อยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 ⁰ С.
2. รูปแบบเบต้า (β-O ₂ ) ช่วงอุณหภูมิอยู่ที่ -200-400 ^องศา เซลเซียส
3. รูปแบบรังสีแกมมา (γ-O ₂ ) ช่วงเวลาตั้งแต่ -400 ถึง -500 องศาเซลเซียส

ออกซิเจนเป็นหนึ่งในก๊าซที่สำคัญและสำคัญที่สุด ไม่เพียง แต่สำหรับชีวิตของสิ่งมีชีวิตบนโลก แต่สำหรับธรรมชาติโดยรวม เป็นการยากที่จะตั้งชื่อแร่หรือสารประกอบตามธรรมชาติซึ่งจะไม่รวมเป็นองค์ประกอบ

ประวัติการค้นพบ

กล่าวถึงครั้งแรกของความเป็นจริงว่าในอากาศมีก๊าซที่สนับสนุนกระบวนการเผาไหม้ปรากฏใน VIII ศตวรรษที่ อย่างไรก็ตามการศึกษาเพื่อพิสูจน์การดำรงอยู่และการเปิดไม่ใช่ความเป็นไปได้ทางเทคนิค หลังจากผ่านไปเกือบหนึ่งพันปีแล้วในศตวรรษที่ 18 นี้เกิดขึ้นจากการทำงานของนักวิทยาศาสตร์หลายคน

1. 1771 Karl Scheele ได้ทดลององค์ประกอบทางอากาศและพบว่าก๊าซสองชนิดหลักคือออกซิเจนและไนโตรเจน
2. Pierre Bayen ดำเนินการทดลองเกี่ยวกับการสลายตัวของปรอทและออกไซด์และบันทึกผลอย่างเป็นทางการ
3. 1773 Sheele เปิดองค์ประกอบของออกซิเจนอย่างเป็นทางการ แต่ไม่ได้รับในรูปบริสุทธิ์
4. 1774 Priestley โดยไม่คำนึงถึง Scheele ทำแบบเดียวกับที่เขาทำและได้รับออกซิเจนบริสุทธิ์โดยการสลายตัวของปรอทออกไซด์
5. 1775 Antoine Lavoisier ให้ชื่อองค์ประกอบนี้และสร้างทฤษฎีการเผาไหม้ที่มีอยู่มานานกว่า 100 ปี
6. 1898 ธ อมป์สันทำให้สังคมคิดว่าออกซิเจนในอากาศสามารถลงได้เนื่องจากมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่ชั้นบรรยากาศเป็นจำนวนมาก
7. ในปีเดียวกัน Timiryazev พิสูจน์ตรงข้ามเพราะเขาอธิบายว่าผู้จัดจำหน่ายของออกซิเจนเป็นพืชสีเขียวของดาวเคราะห์

ดังนั้นจึงกลายเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นก๊าซออกซิเจนสิ่งที่สำคัญและมีความหมายก๊าซมันคืออะไร หลังจากศึกษาสมบัติทางกายภาพและทางเคมีทั้งหมดของสารเคมีแล้ววิธีการในการเตรียมสารละลายก็คือการคำนวณปริมาณของน้ำในดินเปลือกโลกบรรยากาศและที่อื่น ๆ ของโลก

สมบัติทางกายภาพ

เราให้พารามิเตอร์ทางกายภาพที่สำคัญซึ่งสามารถระบุลักษณะของสารประกอบได้

1. ออกซิเจนเป็นก๊าซภายใต้สภาวะปกติซึ่งเป็นส่วนสำคัญของอากาศ (21%) ไม่มีสีรสและกลิ่น เบากว่าอากาศละลายได้ไม่ดีในน้ำ
2. ถูกดูดซับโดยถ่านหินและผงโลหะละลายได้ดีในสารอินทรีย์
3. จุดเดือดคือ -183 ^องศา เซลเซียส
4. การหลอมละลาย: -218.35 ^องศา เซลเซียส
5. ความหนาแน่นคือ 0.0014 g / cm ³
6. ตาข่ายคริสตัลเป็นโมเลกุล

ออกซิเจนมีคุณสมบัติพิเศษในสภาวะของเหลว

สมบัติทางเคมี

เกี่ยวกับวิธีการใช้งานก๊าซในคำถามวิธีการทำงานในปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ จะบอกในรายละเอียดทางเคมี ออกซิเจนมีความสามารถในการออกซิเดชั่นได้หลายองศาแม้ว่าจะพบบ่อยที่สุดคือ -2 ซึ่งถือว่าเป็นค่าคงที่ นอกจากนี้ยังมีสารประกอบที่มีค่าดังนี้

• -1;
• -0.5;
• -1/3;
• 0.5;
• +1;
• 2

กิจกรรมทางเคมีจะอธิบายได้จากความสัมพันธ์สูงของอิเล็กตรอนเนื่องจากค่าความอิ่มตัวของอิเล็กตรอนตาม Polling คือ 3.44 สูงขึ้นเฉพาะในฟลูออไรด์ (4) ดังนั้นออกซิเจนเป็นสารออกซิแดนท์ที่แรงมาก ในขณะเดียวกันในปฏิกิริยากับสารออกซิแดนท์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นก็จะทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ซึ่งแสดงสถานะออกซิเดชันเป็นบวก ยกตัวอย่างเช่นในฟลูออรีนออกไซด์ O ⁺² F ₂ ^- .

มีสารประกอบจำนวนมากซึ่งรวมถึงออกซิเจน เหล่านี้เป็นชั้นเรียนของสารเช่น:

• ออกไซด์;
• เปอร์ออกไซด์;
• ozonides;
• superoxide;
• กรด;
• บริเวณ;
• เกลือ
• โมเลกุลอินทรีย์

ด้วยองค์ประกอบทั้งหมดออกซิเจนสามารถตอบสนองได้ภายใต้สภาวะปกติยกเว้นโลหะมีตระกูลฮีเลียมนีออนอาร์กอนและฮาโลเจน เมื่อใช้ ก๊าซเฉื่อย จะไม่เกิดปฏิกิริยาภายใต้สภาวะใด ๆ

การได้รับในอุตสาหกรรม

ปริมาณออกซิเจนในอากาศ และน้ำสูงมาก (21 และ 88% ตามลำดับ) ว่าวิธีการทางอุตสาหกรรมหลักของการสังเคราะห์คือการกลั่นส่วนของอากาศเหลวและการ อิเล็กโทรไลซิสของน้ำ

วิธีแรกมักใช้บ่อยๆ หลังจากทั้งหมดก๊าซจำนวนมากนี้สามารถแยกได้จากอากาศ อย่างไรก็ตามมันจะไม่สะอาด ถ้าจำเป็นต้องใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงกว่ากระบวนการอิเล็กโทรซิสจะเริ่มต้นขึ้น วัตถุดิบสำหรับสิ่งนี้คือน้ำหรือด่าง ใช้โซเดียมหรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์เพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าของสารละลาย โดยทั่วไปสาระสำคัญของกระบวนการนี้จะลดลงจากการสลายตัวของน้ำ

การเดินทางเข้าห้องแล็บ

ในวิธีการทางห้องปฏิบัติการวิธีการรักษาความร้อนได้แพร่หลายไปแล้ว:

• เปอร์ออกไซด์;
• เกลือของกรดที่มีออกซิเจน

ที่อุณหภูมิสูงจะสลายตัวด้วยการปลดปล่อยแก๊สออกซิเจน กระบวนการนี้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาโดยแมงกานีสออกไซด์ (IV) ออกซิเจนถูกเก็บรวบรวมโดยการแทนที่ของน้ำและพบได้ด้วยคลื่นระอุ ดังที่คุณทราบอยู่ในบรรยากาศออกซิเจนเปลวไฟสว่างมาก

สารเคมีอื่นที่ใช้ในการผลิตออกซิเจนในบทเรียนเคมีในโรงเรียนคือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ แม้การแก้ปัญหา 3% ภายใต้อิทธิพลของตัวเร่งปฏิกิริยาทันทีที่สลายตัวด้วยการปล่อยก๊าซบริสุทธิ์ จำเป็นต้องเก็บเท่านั้น ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นตัวเดียวกัน - แมงกานีสออกไซด์ MnO ₂

ในหมู่เกลือที่ใช้บ่อยที่สุดคือ:

• Bertholets เกลือหรือโพแทสเซียมคลอเรต;
• ด่างทับทิมหรือแมงกานีส

เพื่ออธิบายกระบวนการเราสามารถให้สมการ ออกซิเจนเพียงพอสำหรับความต้องการในห้องปฏิบัติการและการวิจัย:

2KClO ₃ = 2KCl 3O ₂ ↑.

การปรับเปลี่ยนอะตอมของออกซิเจน

มีการดัดแปลง allotropic หนึ่งที่มีออกซิเจน สูตรสำหรับสารนี้คือ O ₃ เรียกว่าโอโซน เป็นก๊าซที่เกิดขึ้นในสภาวะทางธรรมชาติภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตและการปล่อยสายฟ้าจากออกซิเจนในอากาศ โอโซนมีกลิ่นหอมสดชื่นซึ่งแตกต่างจาก O ₂ โอโซนมีความรู้สึกในอากาศหลังฝนตกด้วยสายฟ้าและฟ้าร้อง

ความแตกต่างระหว่างออกซิเจนกับโอโซนไม่ใช่แค่จำนวนอะตอมในโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังอยู่ในโครงสร้างของผลึกตาข่าย เคมีโอโซนเป็นตัวออกซิไดเซอร์ที่แรงกว่า

ออกซิเจนเป็นส่วนประกอบของอากาศ

การกระจายตัวของออกซิเจนในธรรมชาติกว้างมาก ออกซิเจนสามารถพบได้ใน:

• หินและแร่ธาตุ;
• น้ำเค็มและสด;
• ดิน
• สิ่งมีชีวิตจากพืชและสัตว์
• อากาศรวมทั้งบรรยากาศชั้นบน

เห็นได้ชัดว่ามันถูกครอบครองโดยเปลือกหอยทั้งหมดของโลก - เปลือกโลก, ชั้นบรรยากาศ, hydrosphere บรรยากาศและชีวมณฑล โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งที่สำคัญคือเนื้อหาในอากาศ หลังจากที่ทุกอย่างเป็นปัจจัยที่ช่วยให้รูปแบบของชีวิตรวมทั้งมนุษย์อยู่บนโลกของเรา

องค์ประกอบของอากาศที่เราหายใจมีความแตกต่างกันอย่างมาก ประกอบด้วยส่วนประกอบและตัวแปรที่คงที่ ไม่เปลี่ยนแปลงและมีอยู่เสมอคือ:

• ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์;
• ออกซิเจน;
• ไนโตรเจน;
• ก๊าซโนเบิล

ตัวแปร ได้แก่ ไอน้ำอนุภาคฝุ่นก๊าซภายนอก (ไอเสียผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้การเน่าเปื่อยเป็นต้น) พืชเกสรดอกไม้แบคทีเรียเชื้อราและอื่น ๆ

ความสำคัญของออกซิเจนในธรรมชาติ

สิ่งสำคัญมากคือปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในธรรมชาติ เป็นที่ทราบกันดีว่าในบางดวงของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ (ดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์) มีการค้นพบปริมาณก๊าซนี้ แต่ก็ไม่มีชีวิตที่ชัดเจน โลกของเรามีปริมาณเพียงพอซึ่งเมื่อผสมกับน้ำทำให้ทุกสิ่งมีชีวิตมีชีวิตอยู่ได้

นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมในการหายใจแล้วยังมีปฏิกิริยาออกซิเดชั่นออกมามากมายซึ่งปล่อยพลังงานออกมาเป็นเวลานาน

ซัพพลายเออร์หลักของก๊าซที่ไม่ซ้ำกันในธรรมชาตินี้เป็นพืชสีเขียวและบางชนิดของแบคทีเรีย ขอบคุณพวกเขาคงเหลือความสมดุลของออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์คงอยู่ นอกจากนี้โอโซนยังสร้างโล่ป้องกันทั่วโลกซึ่งไม่สามารถเจาะรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นจำนวนมากเพื่อทำลายมันได้

แบคทีเรียเชื้อราบางชนิดสามารถอาศัยอยู่นอกบรรยากาศของออกซิเจนได้ อย่างไรก็ตามมีน้อยกว่าพวกที่ต้องการจริงๆ

การใช้ออกซิเจนและโอโซนในอุตสาหกรรม

พื้นที่หลักในการใช้การปรับเปลี่ยนออกซิเจนที่มีคุณสมบัติเป็น allotropic ในอุตสาหกรรมมีดังนี้

1. โลหะ (สำหรับเชื่อมและตัดโลหะ)
2. ยา
3. การเกษตร
4. เป็นเชื้อเพลิงจรวด
5. การสังเคราะห์สารเคมีหลายชนิดรวมทั้งวัตถุระเบิด
6. การทำให้บริสุทธิ์และฆ่าเชื้อโรคน้ำ

มันยากที่จะตั้งชื่อแม้แต่หนึ่งขั้นตอนที่ก๊าซที่ยิ่งใหญ่นี้เป็นสารที่ไม่ซ้ำกัน - ออกซิเจนไม่ได้มีส่วนร่วม