Oksigen Formula. jadual berkala - oksigen

unsur kimia oksigen disimpan dalam kumpulan utama tempoh kedua VI-ke usang versi pendek dalam Jadual Berkala. Menurut standard penomboran baru - adalah kumpulan ke-16. Keputusan sama telah dibuat oleh IUPAC pada tahun 1988. Oksigen sebagai bahan yang mudah untuk formula - O _2. Mempertimbangkan sifat-sifat utama, peranan dalam alam semula jadi dan ekonomi. Kita mulakan dengan penerangan seluruh kumpulan sistem berkala, yang diketuai oleh oksigen. Elemen berbeza daripada congeners menghidap Kumpulan kalkogen, dan air adalah berbeza daripada hidrogen sebatian sulfur, selenium dan telurium. Penjelasan bagi mercu itu, hanya untuk belajar tentang struktur dan sifat-sifat atom.

Kumpulan kalkogen - elemen berkaitan oksigen

hartanah yang serupa daripada atom membentuk satu kumpulan dalam sistem berkala. Oksigen diketuai oleh keluarga Kumpulan kalkogen, tetapi tidak sama dengan mereka dalam beberapa ciri-ciri.

Jisim atom oksigen - kumpulan moyang - adalah 16 a. .. sebatian E m Kumpulan kalkogen dengan pembentukan hidrogen dan logam mempamerkan keadaan pengoksidaan biasa -2. Misalnya, terdiri daripada air (H ₂ O) nombor pengoksidaan oksigen -2.

Komposisi tipikal sebatian hidrogen Kumpulan kalkogen daripada formula umum: H ₂ asid R. Pembubaran bahan-bahan ini terbentuk. Hanya ikatan hidrogen oksigen - air - mempunyai ciri-ciri khas. Menurut penemuan saintis, bahan ini adalah luar biasa dan sangat lemah asid, dan asas yang lemah.

Sulfur, selenium dan telurium mempunyai biasa keadaan pengoksidaan positif (4, 6) dalam sebatian dengan oksigen dan lain-lain bukan logam mempunyai keelektronegatifan tinggi (EO). oksida komposisi Kumpulan kalkogen menggambarkan formula am: RO _2, RO _3. Mereka mempunyai komposisi asid sepadan: H ₂ RO _3, H ₂ RO _4.

Elements sesuai dengan bahan-bahan mudah: oksigen, sulfur, selenium, telurium dan polonium. Tiga ahli pertama mempamerkan sifat-sifat logam. Oksigen Formula - Lebih kurang _2. pengubahsuaian allotropic unsur yang sama - ozon (O _3). Kedua-dua versi gas. Sulfur dan selenium - bukan logam pepejal. Telurium - bahan metaloid, pengalir arus elektrik, polonium - logam.

Oxygen - elemen yang paling banyak

Kandungan jumlah atom unsur dalam kerak Bumi adalah kira-kira 47% (mengikut berat). Oksigen terdapat dalam bentuk bebas, atau sebagai sebahagian daripada beberapa sambungan. bahan mudah, yang formula O ₂ adalah dalam komposisi atmosfera, yang membentuk 21% udara (mengikut isipadu). molekul oksigen yang larut dalam air, ia adalah antara zarah tanah.

Kita sudah tahu bahawa terdapat satu lagi jenis kewujudan unsur kimia yang sama dalam bentuk bahan yang mudah. ozon ini - gas membentuk kira-kira 30 km dari lapisan permukaan, sering dipanggil skrin ozon. oksigen terikat memasuki molekul air dalam banyak batu-batu dan mineral, sebatian organik.

Struktur atom oksigen

jadual berkala mengandungi maklumat lengkap mengenai oksigen:

1. Nombor siri unsur - 8.
2. caj nuklear - 8.
3. Jumlah bilangan elektron - 8.
4. oksigen formula elektronik - 1s 2s ² 2p ^{2 4.}

Secara semula jadi, terdapat tiga isotop stabil, yang mempunyai nombor yang sama urutan dalam Jadual Berkala, komposisi sama proton dan elektron, tetapi nombor yang berbeza neutron. Isotop ditandakan dengan simbol yang sama - O. Untuk carta perbandingan yang menunjukkan komposisi tiga isotop oksigen:

Properties oksigen - unsur kimia

Pada 2p atom aras kecil mempunyai dua elektron tidak berpasangan, yang menjelaskan kemunculan pengoksidaan -2 dan +2. Dua elektron berpasangan tidak boleh memutuskan sambungan, kepada tahap pengoksidaan meningkat kepada empat seperti dalam sulfur dan chalcogenides lain. Sebab - kekurangan percuma sub-lapisan. Oleh itu, sebatian unsur kimia tidak menunjukkan valens oksigen dan nombor kumpulan sama keadaan pengoksidaan dalam versi pendek sistem berkala (6). nombor pengoksidaan ialah -2 baginya.

Hanya dengan sebatian fluorin mempamerkan oksigen uncharacteristic keadaan pengoksidaan positif 2 baginya. nilai EO dua kekuatan yang berbeza bukan logam: EA (D) = 3.5; EE (F) = 4. Sebagai elemen yang lebih elektronegatif, fluoro kuat mengekalkan elektron valens dan menarik zarah kepada tahap tenaga luar atom oksigen. Oleh itu, dalam tindak balas dengan fluorin ia adalah oksigen agen penurunan kehilangan elektron.

Oxygen - bahan yang mudah

penyelidik D. English Priestley pada tahun 1774 dalam perjalanan eksperimen dikenalpasti gas oleh penguraian merkuri oksida. Dua tahun sebelum ini, bahan yang sama dalam bentuk tulen adalah K. Scheele. Hanya beberapa tahun kemudian, ahli kimia Perancis, Antoine Lavoisier mendapati bahawa bagi gas sebahagian daripada udara, dan belajar hartanah. oksigen kimia formula - O _2. Mencerminkan komposisi rakaman elektron perkara yang mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan kovalen bukan kutub - O O ::. Menggantikan setiap pasangan ikatan elektron dengan satu baris: O = O. formula oksigen itu jelas menunjukkan bahawa atom dalam molekul dihubungkan oleh dua pasang elektron yang sama.

Melaksanakan pengiraan yang mudah dan menentukan apa yang jisim molekul relatif oksigen: Mr (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Sebagai perbandingan: (. Air) Mr = 29. formula Oksigen Kimia berbeza daripada ozon satu atom oksigen. Oleh itu, Encik (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48. Ozone dalam oksigen adalah 1.5 kali lebih berat.

ciri-ciri fizikal

Oxygen - gas tanpa warna, rasa dan bau (pada suhu dan tekanan piawai sama dengan tekanan atmosfera). bahan adalah sedikit lebih berat daripada udara; larut dalam air, tetapi dalam kuantiti yang kecil. takat lebur oksigen negatif dan -218,3 ° C. Titik di mana oksigen cecair ditukarkan semula ke dalam gas - suhu didih. Untuk O ₂ nilai molekul kuantiti fizikal ini mencapai -182,96 ° C. Oksigen cecair dan pepejal menjadi warna cahaya-biru.

Mendapat oksigen di dalam makmal

Apabila dipanaskan, oksigen yang mengandungi bahan-bahan seperti kalium permanganat, diperuntukkan gas tanpa warna yang boleh dikumpulkan dalam kelalang atau tiub. Jika anda membuat dalam obor oksigen tulen dinyalakan, ia membakar lebih terang daripada di udara. Dua kaedah makmal lain untuk oksigen menghasilkan - penguraian hidrogen peroksida dan kalium klorat (kalium klorat). Pertimbangkan peranti litar, yang digunakan untuk penguraian haba.

Di dalam tabung uji atau kelalang bulat-berdasar adalah perlu untuk tuangkan kalium klorat sedikit, tutup penyumbat dengan tiub saluran gas. akhir lawannya hendaklah dihantar (dalam air) terbalik terbalik dalam kelalang. leher harus ditinggalkan dalam segelas atau acuan dipenuhi dengan air. Apabila oksigen dipanaskan dilepaskan dari garam tiub klorat. Kerana ia memasuki tiub wap ke dalam kelalang, penyisihan air daripadanya. Apabila mentol dipenuhi dengan gas, air tertutupnya stoppered dan terbalik. Diperolehi dalam eksperimen makmal ini, oksigen boleh digunakan untuk mengkaji sifat kimia bahan yang mudah.

pembakaran

Jika makmal menjalankan pembakaran bahan-bahan oksigen, ia adalah perlu untuk mengetahui dan mematuhi peraturan-peraturan kebakaran. Hidrogen dibakar serta-merta di udara, bercampur dengan oksigen dalam nisbah 2: 1, ia mudah meletup. bahan-bahan pembakaran oksigen tulen adalah lebih kuat daripada di udara. Ini dijelaskan oleh fenomena komposisi udara. Oksigen dalam atmosfera adalah lebih sedikit daripada 1.5 bahagian (21%). Pembakaran - satu bahan tindak balas dengan oksigen, dan menghasilkan produk yang berbeza, terutamanya oksida logam dan bukan logam. campuran pengoksidaan O ₂ dengan bahan-bahan mudah terbakar, di samping itu, sebatian yang terhasil boleh menjadi toksik.

Pembakaran lilin konvensional (atau perlawanan) disertai oleh pembentukan karbon dioksida. Eksperimen berikut boleh dilakukan di rumah. Jika bahan untuk membakar di bawah balang kaca atau cawan yang besar, pembakaran akan berhenti apabila semua oksigen yang dimakan. Nitrogen tidak menyokong pernafasan dan pembakaran. Karbon dioksida - produk pengoksidaan - tidak lagi bertindak balas dengan oksigen. Telus air kapur boleh mengesan kehadiran karbon dioksida apabila membakar lilin. Jika produk pembakaran melalui kalsium hidroksida, penyelesaian yang menjadi keruh. tindak balas kimia berlaku antara air kapur dan karbon dioksida, yang diperolehi tidak larut kalsium karbonat.

Penyediaan oksigen pada skala industri

Proses paling murah, di mana molekul yang diperolehi secara O udara _2, tidak berkaitan dengan pelaksanaan tindak balas kimia. Dalam industri, sebagai contoh, di kilang-kilang keluli, udara pada suhu rendah dan tekanan tinggi cecair. Seperti komponen atmosfera utama seperti oksigen dan nitrogen, mendidih pada suhu yang berbeza. Memisahkan campuran udara dengan pemanasan beransur-ansur kepada suhu ambien. Pertama, molekul nitrogen dibezakan, dan kemudian oksigen. Kaedah pemisahan berdasarkan pelbagai sifat-sifat fizikal bahan-bahan yang mudah. Formula bahan mudah oksigen adalah sama kerana ia adalah sebelum penyejukan dan pencairan udara, - O _2.

Hasilnya, beberapa tindak balas elektrolisis, terlalu, oksigen, dikumpul lebih elektrod yang sepadan. keperluan gas, syarikat pembinaan industri dalam jumlah yang besar. keperluan oksigen berkembang secara berterusan, terutama memerlukannya industri kimia. gas produk disimpan untuk keperluan industri dan perubatan dalam silinder keluli, dilengkapi dengan menandakan. Tangki oksigen berwarna dalam warna biru atau biru untuk membezakannya daripada lain-lain gas cecair - nitrogen, metana, ammonia.

pengiraan kimia berdasarkan formula dan persamaan tindak balas yang melibatkan O ₂ molekul

Nilai berangka jisim molar oksigen bertepatan dengan kuantiti yang lain - jisim molekul relatif. Hanya dalam kes pertama, terdapat unit. Secara ringkas formula bahan oksigen dan berat molekul hendaklah ditulis sebagai: M (O ₂₎ = 32 g / mol. Di bawah keadaan biasa mol mana-mana jumlah gas sepadan dengan 22.4 liter. Oleh itu, 1 mol O ₂ - adalah 22.4 liter bahan 2 mol O _2-44,8 liter. Menurut persamaan tindak balas antara hidrogen dan oksigen boleh dilihat yang bertindak balas 2 mol hidrogen dan satu mol oksigen:

Jika bermain reaksi daripada 1 mol hidrogen, jumlah oksigen dalam 0.5 mol • 22,4 l / mol = 11.2 liter.

Peranan O ₂ molekul dalam alam semula jadi dan kehidupan manusia

oksigen yang digunakan oleh organisma hidup di bumi, dan terlibat dalam pengedaran bahan-bahan yang melebihi 3 bilion tahun. Ini adalah bahan utama untuk respirasi dan metabolisme, ia boleh mengurai molekul nutrien disintesis oleh badan memerlukan tenaga. Oksigen sentiasa digunakan di dunia, tetapi rizabnya diisi semula melalui fotosintesis. saintis Rusia K. Timiryazev percaya bahawa kerana proses ini masih ada kehidupan di planet kita.

Great peranan oksigen dalam alam semula jadi dan ekonomi:

• diserap semasa organisma pernafasan hidup;
• yang terlibat dalam tindak balas fotosintesis dalam tumbuh-tumbuhan;
• sebahagian daripada molekul organik;
• proses pereputan, penapaian, pengaratan berlaku dengan penyertaan oksigen yang disediakan sebagai oksida;
• digunakan untuk sintesis produk organik.

Silinder oksigen cecair yang digunakan untuk memotong dan logam kimpalan pada suhu tinggi. Proses-proses ini dijalankan dalam tumbuh-tumbuhan mesin-bangunan, pengangkutan dan pembinaan syarikat. Untuk kerja-kerja di bawah air, bawah tanah, pada ketinggian yang tinggi dalam vakum orang juga perlu molekul O _2. tangki oksigen digunakan dalam perubatan tiada komposisi udara yang disedut oleh orang yang sakit. Gas untuk tujuan perubatan, ciri-ciri kekurangan hampir lengkap kekotoran teknikal, bau.

Oxygen - pengoksida yang sempurna

Dikenali sebatian oksigen dengan semua unsur-unsur kimia dalam jadual berkala, kecuali bagi wakil pertama dari keluarga gas yang jarang berlaku. Banyak bahan-bahan secara langsung bertindak balas dengan atom oksigen, tidak termasuk halogen, emas dan platinum. Amat penting adalah fenomena yang melibatkan oksigen, yang disertai oleh pelepasan cahaya dan haba. proses tersebut digunakan secara meluas di rumah dan industri. Bijih logam bertindak balas dengan oksigen yang dipanggil menembak. bijih pra-tanah bercampur dengan udara oksigen diperkaya. Pada suhu yang tinggi pemulihan logam daripada sulfida kepada bahan-bahan yang mudah. Itu diperolehi besi dan beberapa logam bukan ferus. Kehadiran oksigen tulen meningkatkan kadar proses pengeluaran di cawangan yang berbeza kimia, kejuruteraan dan metalurgi.

Kemunculan kaedah yang murah untuk menghasilkan oksigen dari udara oleh pemisahan ke dalam komponennya pada suhu rendah, telah merangsang pembangunan pelbagai bidang pengeluaran perindustrian. Ahli kimia percaya O molekul ₂ dan atom O Agen pengoksidaan yang ideal. Ini adalah bahan semula jadi, mereka sentiasa diperbaharui dalam alam semula jadi, tidak mencemarkan alam sekitar. Di samping itu, tindak balas kimia yang melibatkan oksigen sering berakhir dengan sintesis lagi produk lain semulajadi dan selamat - air. Peranan O ₂ dalam penyingkiran pembersihan air sisa industri toksik dari kekotoran. Tambahan pula oksigen digunakan untuk pembasmian kuman pengubahsuaian allotropic yang - ozon. Ini bahan mudah mempunyai aktiviti pengoksidaan tinggi. Apabila ozonization air mengurai bahan pencemar. Ozone juga kesan menjejaskan ke atas mikroflora patogenik.