Oxygen Formula. bảng tuần hoàn - oxy

nguyên tố hóa học oxy lưu trữ trong các nhóm chính giai đoạn thứ hai VI-thứ của lỗi thời một phiên bản ngắn của bảng tuần hoàn. Theo các tiêu chuẩn đánh số mới - là nhóm 16. Quyết định tương ứng đã được thực hiện bởi IUPAC năm 1988. Oxygen là một chất đơn giản của công thức - O _2. Xem xét tính chất chính của nó, vai trò trong tự nhiên và kinh tế. Chúng tôi bắt đầu với một mô tả của toàn bộ nhóm của hệ thống tuần hoàn, được lãnh đạo bởi oxy. Yếu tố khác với congeners nó có chalcogen, và nước là khác nhau từ hydro các hợp chất của lưu huỳnh, selen và tellurium. Lời giải thích của tất cả các điểm nổi bật được tìm thấy, chỉ để tìm hiểu về cấu trúc và tính chất của các nguyên tử.

Chalcogens - yếu tố có liên quan oxy

tính chất tương tự của các nguyên tử tạo thành một nhóm duy nhất trong hệ thống tuần hoàn. Oxygen là do gia đình của chalcogens, nhưng khác với họ trong một số tài sản.

Khối lượng nguyên tử oxy - nhóm tổ tiên - là 16 a. .. hợp chất E m chalcogen với sự hình thành hydro và kim loại thể hiện trạng thái ôxi hóa bình thường của họ -2. Ví dụ, bao gồm nước (H ₂ O) Số oxi hóa của oxy là -2.

Thành phần của các hợp chất hydro chalcogen điển hình của công thức chung: H ₂ axit R. Việc giải thể các chất này được hình thành. Chỉ hydro liên kết oxy - nước - có tính chất đặc biệt. Theo phát hiện của các nhà khoa học, chất này là không bình thường và rất yếu axit, và một cơ sở rất yếu.

Lưu huỳnh, selen và tellurium có trạng thái điển hình tích cực quá trình oxy hóa (+4, +6) trong hợp chất với oxy và phi kim loại khác có độ âm điện cao (EO). Thành phần chalcogen oxit phản ánh công thức tổng quát: RO _2, RO _3. Họ có một thành phần axit tương ứng: H ₂ RO _3, H ₂ RO _4.

Các yếu tố tương ứng với các chất đơn giản: oxy, lưu huỳnh, selen, telua và polonium. Ba thành viên đầu tiên triển lãm bất động sản kim loại. Oxygen Formula - Khoảng _2. sửa đổi thù hình của cùng một nguyên tố - ozone (O _3). Cả hai phiên bản là khí. Lưu huỳnh và selen - rắn phi kim loại. Tellurium - á kim chất, một chất dẫn điện của dòng điện, poloni - kim loại.

Oxy - nguyên tố phổ biến nhất

tổng hàm lượng của các nguyên tử của các nguyên tố trong vỏ trái đất là khoảng 47% (theo trọng lượng). Oxy được tìm thấy ở dạng tự do, hoặc là một phần của nhiều kết nối. chất đơn giản, mà công thức của O ₂ là trong thành phần của khí quyển, chiếm 21% không khí (theo thể tích). oxy phân tử được hòa tan trong nước, nó nằm giữa các hạt đất.

Chúng ta đã biết rằng có một loại tồn tại của các nguyên tố hóa học tương tự dưới dạng một chất đơn giản. ozone này - khí hình thành vào khoảng 30 km từ lớp bề mặt, thường được gọi là màn hình ô-zôn. oxy bị ràng buộc vào các phân tử nước trong nhiều đá và khoáng chất, các hợp chất hữu cơ.

nguyên tử oxy cấu trúc

bảng tuần hoàn chứa thông tin đầy đủ về oxy:

1. Số serial của nguyên tố này - 8.
2. điện tích hạt nhân - 8.
3. Tổng số electron - 8.
4. công thức oxy điện tử - 1s 2s ² 2p ^{2 4.}

Trong tự nhiên, có ba đồng vị ổn định, trong đó có cùng số thứ tự trong bảng tuần hoàn, một thành phần giống hệt nhau của proton và electron, nhưng một số nơtron khác nhau. Đồng vị được biểu thị bằng biểu tượng cùng - O. Đối với biểu đồ so sánh cho thấy các thành phần của ba đồng vị oxy:

Thuộc tính oxy - một nguyên tố hóa học

Trên 2p nguyên tử cấp phụ có hai electron chưa ghép cặp, điều này giải thích sự xuất hiện của quá trình oxy hóa -2 và +2. Hai electron cặp không thể ngắt kết nối, đến mức độ oxy hóa tăng tới bốn như trong lưu huỳnh và chalcogenides khác. Lý do - thiếu lớp con miễn phí. Vì vậy, các hợp chất của các nguyên tố hóa học không thể hiện hóa trị oxy và số nhóm bằng trạng thái ôxi hóa trong phiên bản ngắn của hệ thống tuần hoàn (6). số oxi hóa trung bình là -2 cho anh ta.

Chỉ với các hợp chất flo biểu oxy điển hình trạng thái ôxi hóa tích cực của 2 cho anh ta. giá trị EO của hai thế mạnh phi kim khác nhau: EA (D) = 3,5; EE (F) = 4. Như một yếu tố âm điện hơn, fluoro mạnh giữ các electron hóa trị của nó và thu hút các hạt đến một mức năng lượng bên ngoài của nguyên tử oxy. Do đó, trong phản ứng với flo nó là oxy giảm đại lý mất electron.

Oxy - một chất đơn giản

nghiên cứu D. Anh Priestley năm 1774 trong quá trình thí nghiệm xác định khí bởi sự phân hủy của oxit thủy ngân. Hai năm trước đó, cùng một chất ở dạng tinh khiết của nó là K. Scheele. Chỉ một vài năm sau đó, nhà hóa học người Pháp Antoine Lavoisier phát hiện ra rằng đối với khí là một phần của không khí, và nghiên cứu tài sản. công thức oxy hóa - O _2. Phản ánh ghi thành phần của electron vấn đề tham gia vào sự hình thành liên kết hóa trị không phân cực - O O ::. Thay thế mỗi cặp liên kết điện tử với một dòng: O = O. công thức oxy như vậy rõ ràng cho thấy rằng các nguyên tử trong phân tử được liên kết bởi hai cặp electron chung.

Thực hiện tính toán đơn giản và xác định khối lượng phân tử tương đối của oxy là gì: Ông (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Để so sánh: (. Air) Ông = 29. Công thức oxy hóa khác với ozone một nguyên tử oxy. Do đó, ông (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48. Ozone oxy nặng 1,5 lần.

tính chất vật lý

Oxy - một loại khí không màu, hương vị và mùi (ở nhiệt độ tiêu chuẩn và áp suất bằng với áp suất khí quyển). Chất là hơi nặng hơn không khí; hòa tan trong nước, nhưng với số lượng nhỏ. Điểm nóng chảy oxy là tiêu cực và là -218,3 ° C. Điểm mà tại đó oxy lỏng được chuyển trở lại vào khí - là nhiệt độ sôi của nó. Đối với O ₂ phân tử giá trị của đại lượng vật lý này đạt -182,96 ° C. Oxy lỏng và rắn trở thành một màu ánh sáng màu xanh.

Bắt oxy trong phòng thí nghiệm

Khi nung nóng, chứa oxy chất như kali permanganat, được phân bổ một khí không màu có thể được thu thập trong một bình hoặc ống. Nếu bạn thực hiện trong ngọn đuốc thắp sáng oxy tinh khiết, nó cháy sáng rực rỡ hơn trong không khí. Hai phương pháp phòng thí nghiệm khác để sản xuất oxy - phân hủy của hydrogen peroxide và kali clorat (kali clorat). Hãy xem xét các thiết bị mạch, được sử dụng cho quá trình phân hủy nhiệt.

Trong ống nghiệm hoặc một bình đáy tròn là cần thiết để đổ một ít kali clorat, đóng stopper với một ống ổ cắm khí. cuối đối diện của nó nên được gửi (dưới nước) đảo lộn ngược trong bình. Các cổ nên được bỏ qua trong một ly hoặc khuôn chứa đầy nước. Khi oxy nóng được phát hành từ muối ống clorat. Vì nó đi vào ống hơi vào bình, thay nước từ nó. Khi bóng đèn được làm đầy với khí, dưới nước khép kín của mình có nút và đảo ngược. Thu được trong thí nghiệm trong phòng thí nghiệm này, oxy có thể được sử dụng để nghiên cứu các tính chất hóa học của các chất đơn giản.

đang cháy

Nếu phòng thí nghiệm thực hiện việc đốt các chất oxy, nó là cần thiết để biết và tuân thủ các quy định phòng cháy. Hydro được đốt ngay lập tức trong không khí, trộn với oxy trong một tỷ lệ 2: 1, nó là bùng nổ. chất đốt trong oxy tinh khiết là mạnh hơn rất nhiều so với trong không khí. Này được giải thích bởi hiện tượng thành phần không khí. Oxy trong khí quyển là ít hơn 1,5 phần (21%). Đốt - một chất phản ứng với oxy, và kết quả là sản phẩm khác nhau, chủ yếu là oxit của kim loại và phi kim. hỗn hợp oxy hoá của O ₂ với các chất dễ cháy, ngoài ra, các hợp chất kết quả có thể gây độc.

Đốt nến thông thường (hoặc trận đấu) kèm theo sự hình thành carbon dioxide. Thí nghiệm sau đây có thể được thực hiện tại nhà. Nếu chất đốt dưới một lọ thủy tinh hoặc một cốc lớn, đốt sẽ chấm dứt khi tất cả các oxy được tiêu thụ. Nitơ không hỗ trợ hô hấp và đốt. Carbon dioxide - quá trình oxy hóa sản phẩm - không còn phản ứng với oxy. Transparent limewater có thể phát hiện sự hiện diện của carbon dioxide khi đốt nến. Nếu sản phẩm cháy đi qua hydroxit canxi, giải pháp trở nên đục. phản ứng hóa học xảy ra giữa các nước vôi và carbon dioxide, thu được hòa tan canxi cacbonat.

Chuẩn bị oxy trên một quy mô công nghiệp

Quá trình giá rẻ nhất, trong đó các phân tử được lấy miễn O không khí _2, không liên quan đến việc thực hiện các phản ứng hóa học. Trong ngành công nghiệp, ví dụ, trong các nhà máy thép, không khí ở nhiệt độ thấp và áp suất cao lỏng. Như các thành phần khí quyển lớn như oxy và nitơ, đun sôi ở nhiệt độ khác nhau. Tách hỗn hợp không khí với sự nóng lên dần với nhiệt độ môi trường xung quanh. Thứ nhất, phân tử nitơ được phân biệt, và sau đó oxy. Phương pháp tách dựa trên tính chất vật lý khác nhau của các chất đơn giản. Formula chất đơn giản của oxy là giống như nó đã được trước khi làm mát và hóa lỏng khí, - O _2.

Kết quả là, một số phản ứng điện phân, quá, oxy, được thu thập theo các điện cực tương ứng. nhu cầu khí đốt của, công ty xây dựng công nghiệp với số lượng lớn. nhu cầu oxy không ngừng phát triển, đặc biệt là cần nó trở thành ngành công nghiệp hóa chất. khí sản phẩm lưu trữ cho mục đích công nghiệp và y tế tại trụ thép, được trang bị với một đánh dấu. Một bể oxy nhuộm màu xanh hoặc màu xanh để phân biệt nó từ khí hóa lỏng khác - nitơ, metan, amoniac.

tính toán hóa học dựa trên công thức và phương trình các phản ứng liên quan đến ₂ phân tử O

Giá trị số của khối lượng mol của oxy trùng với một số lượng - tương đối khối lượng phân tử. Chỉ trong trường hợp đầu tiên, có đơn vị. Tóm lại công thức chất oxy và trọng lượng phân tử của nó phải được viết như sau: M (O ₂₎ = 32 g / mol. Trong điều kiện bình thường nốt ruồi của bất kỳ khối lượng khí tương ứng với 22,4 lít. Do đó, 1 mol O ₂ - là 22,4 lít chất 2 nốt ruồi O _2-44,8 lít. Theo phương trình của phản ứng giữa hydro và oxy có thể thấy rằng phản ứng 2 mol hydro và một mol oxy:

Nếu vở kịch của phản ứng của 1 mol hydro, lượng oxy 0,5 mol • 22,4 l / mol = 11,2 lít.

Vai trò của O ₂ phân tử trong tự nhiên và đời sống con người

Oxy tiêu thụ bởi các sinh vật sống trên trái đất, và được tham gia vào việc lưu thông các chất vượt quá 3 tỷ năm. Đây là chất chính cho hô hấp và trao đổi chất, nó có thể phân hủy các phân tử chất dinh dưỡng tổng hợp bởi cơ thể cần năng lượng. Oxy không ngừng tiêu thụ trên thế giới, nhưng trữ lượng của nó được bổ sung thông qua quang hợp. Nhà khoa học Nga K. Timiryazev tin rằng do quá trình này vẫn còn là sự sống trên hành tinh chúng ta.

Vĩ đại là vai trò của oxy trong tự nhiên và kinh tế:

• hấp thụ trong cơ thể hô hấp sống;
• tham gia vào các phản ứng quang hợp ở thực vật;
• phần của phân tử hữu cơ;
• quá trình phân hủy, lên men, rỉ sét xảy ra với sự tham gia của oxy phục vụ như là chất ôxi hóa;
• sử dụng để tổng hợp các sản phẩm hữu cơ.

Các xi lanh oxy hóa lỏng được sử dụng để cắt và hàn kim loại ở nhiệt độ cao. Các quá trình này được thực hiện trong các nhà máy chế tạo máy, trong các công ty vận tải và xây dựng. Đối với công việc dưới nước, dưới lòng đất, ở độ cao trong chân không người ta cũng cần phân tử O _2. bình dưỡng khí được sử dụng trong y học để làm phong phú thêm thành phần của không khí hít vào bởi những người bị bệnh. Gas cho các mục đích y tế, đặc trưng bởi sự thiếu gần như hoàn toàn các tạp chất kỹ thuật, mùi.

Oxy - các chất oxy hóa hoàn hảo

hợp chất oxy được biết đến với tất cả các nguyên tố hóa học trong bảng tuần, trừ các đại diện đầu tiên của gia đình các khí hiếm. Nhiều chất phản ứng trực tiếp với nguyên tử oxy, trừ halogen, vàng và bạch kim. Vô cùng quan trọng là những hiện tượng liên quan đến oxy, từ đó kéo theo sự ra đời của ánh sáng và nhiệt. quá trình này được sử dụng rộng rãi trong các gia đình và công nghiệp. Các quặng kim loại phản ứng với oxy gọi là sa thải. quặng Pre-đất được trộn với không khí oxy giàu. Ở nhiệt độ cao sự phục hồi của kim loại từ sulfide các chất đơn giản. Do đó thu được sắt và một số kim loại màu. Sự hiện diện của oxy tinh khiết làm tăng tốc độ của quá trình sản xuất trong các ngành khác nhau của hóa học, kỹ thuật và luyện kim.

Sự xuất hiện của một phương pháp rẻ tiền để sản xuất oxy từ không khí bằng cách tách thành các thành phần của nó ở nhiệt độ thấp, đã kích thích sự phát triển của nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Các nhà hóa học tin rằng phân tử O ₂ và O nguyên tử tác nhân oxy hóa lý tưởng. Đây là những vật liệu tự nhiên, họ đang không ngừng đổi mới trong tự nhiên, không gây ô nhiễm môi trường. Bên cạnh đó, phản ứng hóa học liên quan đến oxy thường kết thúc với một tổng hợp được nêu ra một sản phẩm tự nhiên và an toàn - nước. Vai trò của O ₂ trong việc loại bỏ các lọc nước thải công nghiệp độc hại từ các tạp chất. Hơn nữa oxy được sử dụng để khử trùng sửa đổi thù hình của nó - ozone. chất đơn giản này sở hữu hoạt động oxy hóa cao. Khi ozonization nước phân hủy các chất ô nhiễm. Ozone cũng là ảnh hưởng bất lợi trên hệ vi sinh gây bệnh.