ออกซิเจนสูตร ตารางธาตุ - ออกซิเจน

องค์ประกอบทางเคมี ของออกซิเจนที่เก็บไว้ในช่วงที่สอง VI-TH กลุ่มหลักของล้าสมัยเวอร์ชั่นสั้นของตารางธาตุ ตามมาตรฐานเลขใหม่ - เป็นกลุ่มที่ 16 การตัดสินใจที่สอดคล้องกันถูกสร้างขึ้นโดย IUPAC ในปี 1988 ออกซิเจนเป็นสารที่เรียบง่ายของสูตร - O ₂ พิจารณาคุณสมบัติหลักของบทบาทในธรรมชาติและเศรษฐกิจ เราเริ่มต้นด้วยคำอธิบายของกลุ่มทั้งหมด ของระบบเป็นระยะ ๆ ซึ่งเป็นหัวหน้าโดยออกซิเจน องค์ประกอบที่แตกต่างจาก congeners มันมีแชลโคเจนและน้ำจะแตกต่างจากไฮโดรเจน สารประกอบของกำมะถันที่ ซีลีเนียมและเทลลูเรียม คำอธิบายของการปฏิบัตทั้งหมดที่จะพบเพียงเพื่อที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างและคุณสมบัติของอะตอม

chalcogens - องค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจน

คุณสมบัติที่คล้ายกันของอะตอมในรูปแบบกลุ่มเดียวในระบบเป็นระยะ ๆ ออกซิเจนเป็นหัวหน้าโดยครอบครัวของ chalcogens แต่แตกต่างจากพวกเขาในจำนวนของคุณสมบัติ

มวลอะตอมของออกซิเจน - กลุ่มบรรพบุรุษ - เป็น 16 .. สารอีเอ็มแชลโคเจนกับการก่อตัวของไฮโดรเจนและโลหะแสดงสถานะออกซิเดชันปกติ -2 ยกตัวอย่างเช่นประกอบด้วยน้ำ (H ₂ O) จำนวนการเกิดออกซิเดชันของออกซิเจน -2

องค์ประกอบของสารไฮโดรเจนแชลโคเจนทั่วไปของสูตรทั่วไป: H ₂ ได้ R. การสลายตัวของสารเหล่านี้จะเกิดกรด เฉพาะออกซิเจนไฮโดรเจน - น้ำ - มีคุณสมบัติพิเศษ ตามผลการวิจัยของนักวิทยาศาสตร์สารนี้เป็นเรื่องผิดปกติและกรดอ่อนมากและฐานอ่อนแอมาก

กำมะถันซีลีเนียมและเทลลูเรียมมีทั่วไปสถานะออกซิเดชันบวก (4, 6) ในสารประกอบที่มีออกซิเจนและโลหะที่ไม่ใช่อื่น ๆ ที่มีอิเล็กสูง (EO) องค์ประกอบแชลโคเจนออกไซด์สะท้อนให้เห็นถึงสูตรทั่วไป: RO _2, RO ₃ พวกเขามีองค์ประกอบของกรดที่สอดคล้องกัน: H ₂ RO ₃ H ₂ RO ₄

องค์ประกอบที่สอดคล้องกับสารที่ง่าย: ออกซิเจนกำมะถันซีลีเนียมเทลลูเรียมและพอโลเนียม สมาชิกสามคนแรกแสดงคุณสมบัติโลหะ ออกซิเจนสูตร - เกี่ยวกับ ₂ การปรับเปลี่ยน allotropic ขององค์ประกอบเดียวกัน - โอโซน (O ₃₎ ทั้งสองรุ่นเป็นแก๊ส กำมะถันและซีลีเนียม - ของแข็งอโลหะ เทลลูเรียม - สารกึ่งโลหะเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าพอโลเนียม - โลหะ

ออกซิเจน - ธาตุที่มีมากที่สุด

เนื้อหาทั้งหมดของอะตอมของธาตุในเปลือกโลกเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 47% (โดยน้ำหนัก) อ๊อกซิเจนที่พบในรูปแบบฟรีหรือเป็นส่วนหนึ่งของการเชื่อมต่อหลาย สารที่เรียบง่ายซึ่งเป็นสูตรของ O ₂ ในองค์ประกอบของบรรยากาศ constituting อากาศ 21% (โดยปริมาตร) โมเลกุลออกซิเจนละลายในน้ำก็อยู่ระหว่างอนุภาคดิน

เรารู้อยู่แล้วว่ามีชนิดของการดำรงอยู่ขององค์ประกอบทางเคมีเดียวกันในรูปแบบของสารที่เรียบง่าย โอโซนนี้ - ก๊าซขึ้นรูปที่ประมาณ 30 กม. จากชั้นพื้นผิวที่มักจะเรียกว่าหน้าจอโอโซน ออกซิเจนที่ถูกผูกไว้เข้าสู่โมเลกุลของน้ำในก้อนหินจำนวนมากและแร่ธาตุสารอินทรีย์

โครงสร้างอะตอมออกซิเจน

ตารางธาตุมีข้อมูลที่สมบูรณ์เกี่ยวกับออกซิเจน:

1. หมายเลขซีเรียลขององค์ประกอบ - 8
2. ค่าใช้จ่ายนิวเคลียร์ - 8
3. จำนวนรวมของอิเล็กตรอน - 8
4. สูตรออกซิเจนอิเล็กทรอนิกส์ - 1s 2s ^{2 2} 2p ⁴

ในธรรมชาติมีสามไอโซโทปซึ่งมีหมายเลขลำดับเดียวกันในตารางธาตุที่เป็นองค์ประกอบที่เหมือนกันของโปรตอนและอิเล็กตรอน แต่จำนวนที่แตกต่างกันของนิวตรอน ไอโซโทปจะแสดงด้วยสัญลักษณ์เดียวกัน - ทุมสำหรับกราฟเปรียบเทียบแสดงองค์ประกอบของสามไอโซโทปของออกซิเจน:

คุณสมบัติของออกซิเจน - องค์ประกอบทางเคมี

เมื่อวันที่ 2p อะตอม sublevel มีสองอิเล็กตรอน unpaired ซึ่งจะอธิบายลักษณะของการเกิดออกซิเดชัน -2 ถึง +2 อิเล็กตรอนสองจับคู่ไม่สามารถตัดการเชื่อมต่อในระดับของการเกิดออกซิเดชันเพิ่มขึ้นถึงสี่ในขณะที่กำมะถันและ chalcogenides อื่น ๆ เหตุผล - ขาดเลเยอร์ย่อยฟรี ดังนั้นสารประกอบขององค์ประกอบทางเคมีที่ไม่ได้แสดงความจุออกซิเจนและสถานะออกซิเดชันจำนวนกลุ่มที่เท่าเทียมกันในเวอร์ชั่นสั้นของระบบเป็นระยะ ๆ (6) เลขออกซิเดชันเฉลี่ยอยู่ที่ -2 สำหรับเขา

เท่านั้นที่มีสารประกอบฟลูออรีนการจัดแสดงนิทรรศการออกซิเจนวิสัยสถานะออกซิเดชันในเชิงบวกของ 2 สำหรับเขา ค่า EO สองจุดแข็งที่แตกต่างกันอโลหะ: EA (D) = 3.5; EE (F) = 4 เป็นองค์ประกอบขั้วลบเพิ่มเติม Fluoro แข็งแกร่งยังคงมีอิเล็กตรอนและอนุภาคดึงดูดให้อยู่ในระดับพลังงานจากภายนอกของอะตอมออกซิเจน ดังนั้นในการทำปฏิกิริยากับฟลูออรีนมันเป็นออกซิเจนรีดิวซ์สูญเสียอิเล็กตรอน

ออกซิเจน - สารที่เรียบง่าย

นักวิจัยดีภาษาอังกฤษพใน 1774 ในหลักสูตรของการทดลองก๊าซระบุโดยการสลายตัวของสารปรอทออกไซด์ เมื่อสองปีก่อนสารเดียวกันในรูปแบบบริสุทธิ์ของมันคือ K ชีล เพียงไม่กี่ปีต่อมานักเคมีชาวฝรั่งเศสอองตวนลาวอเซิเอร์พบว่าสำหรับก๊าซเป็นส่วนหนึ่งของอากาศและการศึกษาคุณสมบัติ สูตรออกซิเจนเคมี - O ₂ สะท้อนให้เห็นถึงองค์ประกอบของอิเล็กตรอนบันทึกว่ามีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะโควาเลนไม่ใช่ขั้วโลก - O O :: แทนที่แต่ละคู่พันธะอิเล็กตรอนกับหนึ่งบรรทัด: O = ทุม สูตรออกซิเจนดังกล่าวแสดงให้เห็นชัดเจนว่าอะตอมในโมเลกุลมีการเชื่อมโยงสองอิเล็กตรอนคู่ร่วมกัน

ดำเนินการคำนวณง่ายและตรวจสอบสิ่งที่เป็นมวลโมเลกุลญาติของออกซิเจน: Mr (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32 สำหรับการเปรียบเทียบ:. (Air) นาย = 29 สูตรออกซิเจนทางเคมีที่แตกต่างจากโอโซน อะตอมออกซิเจนหนึ่ง ดังนั้นนาย (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48 โอโซนออกซิเจนเป็น 1.5 เท่าหนัก

คุณสมบัติทางกายภาพ

อ๊อกซิเจน - ก๊าซไม่มีสีรสชาติและกลิ่น (ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐานเท่ากับความดันบรรยากาศ) สารนี้จะหนักกว่าอากาศเล็กน้อย ละลายในน้ำ แต่ในปริมาณที่น้อย จุดหลอมเหลวออกซิเจนเป็นลบและมี -218,3 องศาเซลเซียส จุดที่ออกซิเจนเหลวจะถูกแปลงกลับเป็นก๊าซ - คืออุณหภูมิเดือดของมัน สำหรับ O ₂ คุ้มค่าโมเลกุลของปริมาณทางกายภาพนี้ถึง -182,96 องศาเซลเซียส ออกซิเจนของเหลวและของแข็งกลายเป็นแสงสีฟ้า

ได้รับออกซิเจนในห้องปฏิบัติการ

เมื่อถูกความร้อนออกซิเจนที่มีส่วนผสมของสารเช่นด่างทับทิมจัดสรรก๊าซไม่มีสีซึ่งสามารถเก็บในขวดหรือหลอด ถ้าคุณทำในไฟฉายออกซิเจนบริสุทธิ์ไฟมันเผาผลาญสดใสมากขึ้นกว่าในอากาศ สองวิธีการตรวจทางห้องปฏิบัติการอื่น ๆ ในการผลิตออกซิเจน - การสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโพแทสเซียมคลอเรต (โพแทสเซียมคลอเรต) พิจารณาอุปกรณ์วงจรซึ่งจะใช้สำหรับการสลายตัวทางความร้อน

ในหลอดทดสอบหรือขวดรอบต่ำสุดเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเทโพแทสเซียมคลอเรตเล็ก ๆ น้อย ๆ ปิดจุกกับหลอดเต้าเสียบก๊าซ ตรงข้ามมันควรจะส่ง (ใต้น้ำ) คว่ำคว่ำลงในขวด คอควรถูกมองข้ามในแก้วหรือแม่พิมพ์เต็มไปด้วยน้ำ เมื่อออกซิเจนความร้อนจะถูกปล่อยออกจากเกลือหลอดคลอเรท มันเข้าสู่ท่อไอลงในขวดแทนที่น้ำจากมัน เมื่อหลอดไฟที่เต็มไปด้วยก๊าซใต้น้ำที่ปิดจุกและฤๅษี ได้รับในการทดลองนี้ออกซิเจนสามารถนำมาใช้เพื่อการศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของสารที่เรียบง่าย

ร้อน

หากห้องปฏิบัติการดำเนินการเผาไหม้ของสารในออกซิเจนก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะรู้และปฏิบัติตามกฎระเบียบไฟ ไฮโดรเจนถูกเผาไหม้อย่างทันทีทันใดในอากาศผสมกับออกซิเจนในอัตราส่วน 2: 1 มันเป็นระเบิด สารเผาไหม้ออกซิเจนบริสุทธิ์เป็นรุนแรงมากขึ้นกว่าในอากาศ นี้จะอธิบายปรากฏการณ์ขององค์ประกอบของอากาศ ออกซิเจนในชั้นบรรยากาศจะน้อยกว่า 1.5 ชิ้นส่วน (21%) การเผาไหม้ - สารทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและส่งผลในผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันส่วนใหญ่เป็นออกไซด์ของโลหะและอโลหะ ส่วนผสมออกซิไดซ์ของ O ₂ กับสารไวไฟในนอกจากนี้สารประกอบที่เกิดขึ้นสามารถเป็นพิษ

การเผาไหม้เทียนธรรมดา (หรือขีด) มาพร้อมกับการก่อตัวของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การทดลองต่อไปนี้สามารถดำเนินการที่บ้าน หากสารที่จะเผาไหม้ภายใต้ขวดแก้วหรือถ้วยขนาดใหญ่, การเผาไหม้จะหยุดทุกครั้งออกซิเจนมีการบริโภค ไนโตรเจนไม่สนับสนุนการหายใจและการเผาไหม้ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ - สินค้าออกซิเดชัน - ไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ใส น้ำปูนใส สามารถตรวจสอบสถานะของ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อเผาไหม้เทียน หากผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ผ่านไฮดรอกไซแคลเซียม, การแก้ปัญหาจะกลายเป็นเมฆ ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างน้ำมะนาวและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ไม่ละลายแคลเซียมคาร์บอเนต

เตรียมความพร้อมของออกซิเจนในระดับอุตสาหกรรม

กระบวนการที่ถูกที่สุดในการที่จะได้รับโมเลกุลของอากาศฟรี O ₂ ไม่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี ในอุตสาหกรรมเช่นในโรงงานเหล็กอากาศที่อุณหภูมิต่ำและความดันสูงเหลว เช่นชิ้นส่วนบรรยากาศที่สำคัญเช่นออกซิเจนและไนโตรเจนต้มที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน เฉพาะกิจอากาศผสมกับภาวะโลกร้อนอย่างค่อยเป็นค่อยไปเพื่อให้อุณหภูมิ ครั้งแรกโมเลกุลไนโตรเจนมีความโดดเด่นและจากนั้นออกซิเจน วิธีการของการแยกขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆของสารที่เรียบง่าย สูตรสารที่เรียบง่ายของออกซิเจนเป็นเช่นเดียวกับที่มันเป็นก่อนที่จะระบายความร้อนและเหลวของอากาศ - O ₂

เป็นผลให้บางส่วนของปฏิกิริยากระแสไฟฟ้ามากเกินไปออกซิเจนจะถูกเก็บรวบรวมกว่าขั้วไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน ความต้องการก๊าซของอุตสาหกรรม บริษัท รับเหมาก่อสร้างในปริมาณมาก ความต้องการออกซิเจนที่มีการเติบโตอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องการมันอุตสาหกรรมเคมี เก็บไว้ผลิตภัณฑ์ก๊าซเพื่อการอุตสาหกรรมและการแพทย์ในถังเหล็กพร้อมกับการทำเครื่องหมาย ถังออกซิเจนเปื้อนสีฟ้าหรือสีฟ้าจะแตกต่างจากคนอื่น ๆ ก๊าซของเหลว - ไนโตรเจนก๊าซมีเทนแอมโมเนีย

การคำนวณทางเคมีขึ้นอยู่กับสูตรและสมการของปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับ O ₂ โมเลกุล

ค่าตัวเลขของมวลโมเลกุลของออกซิเจนสอดคล้องกับปริมาณอื่น - มวลโมเลกุลญาติ เฉพาะในกรณีแรกที่มีหน่วย สูตรสั้น ๆ สารออกซิเจนและน้ำหนักโมเลกุลของมันจะต้องเขียนเป็น: M (O ₂₎ = 32 กรัม / mol ภายใต้สภาวะปกติตุ่นของปริมาณก๊าซใด ๆ ที่สอดคล้องกับ 22.4 ลิตร ดังนั้น 1 mol ของ O ₂ - เป็น 22.4 ลิตรสาร 2 ไฝ O _2-44.8 ลิตร ตามสมการของการเกิดปฏิกิริยาระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจนที่สามารถมองเห็นที่ตอบสนอง 2 โมลของไฮโดรเจนและหนึ่งโมลของออกซิเจน:

หากการเล่นของปฏิกิริยาของ 1 โมลของไฮโดรเจนในปริมาณออกซิเจน 0.5 mol • 22,4 ลิตร / mol = 11.2 ลิตร

บทบาทของ O ₂ โมเลกุลในธรรมชาติและชีวิตมนุษย์

ออกซิเจนบริโภคโดยสิ่งมีชีวิตบนโลกและมีส่วนร่วมในการไหลเวียนของสารในส่วนที่เกิน 3 พันล้านปีที่ผ่านมา นี้เป็นสารสำคัญสำหรับการหายใจและการเผาผลาญก็สามารถย่อยสลายโมเลกุลของสารอาหารสังเคราะห์โดยร่างกายต้องการพลังงาน ออกซิเจนมีการบริโภคอย่างต่อเนื่องในโลก แต่ขอสงวนมีการเติมผ่านการสังเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียเค Timiryazev เชื่อว่าเนื่องจากกระบวนการนี้ยังคงมีชีวิตบนโลกของเรา

ที่ดีคือบทบาทของออกซิเจนในธรรมชาติและเศรษฐกิจ:

• ดูดซับในระหว่างการหายใจของสิ่งมีชีวิต;
• ที่เกี่ยวข้องในการเกิดปฏิกิริยาของการสังเคราะห์แสงในพืช;
• ส่วนหนึ่งของโมเลกุลอินทรีย์
• กระบวนการผุหมักสนิมเกิดขึ้นกับการมีส่วนร่วมของออกซิเจนที่ทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระนั้น
• ใช้สำหรับการสังเคราะห์ของสินค้าเกษตรอินทรีย์

ถังออกซิเจนเหลวที่ใช้สำหรับการตัดและการเชื่อมโลหะที่อุณหภูมิสูง กระบวนการเหล่านี้จะดำเนินการในพืชเครื่องอาคารในการขนส่งและการก่อสร้าง สำหรับการทำงานใต้น้ำใต้ดินที่ระดับความสูงในสุญญากาศคนยังต้อง O ₂ โมเลกุล ถังออกซิเจน ที่ใช้ในการแพทย์เพื่อเพิ่มองค์ประกอบของอากาศหายใจเข้าสู่ร่างกายโดยคนที่ป่วย ก๊าซธรรมชาติสำหรับวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ที่โดดเด่นด้วยการขาดเกือบเสร็จสมบูรณ์ของสิ่งสกปรกเทคนิคกลิ่น

ออกซิเจน - The สันดาปที่สมบูรณ์แบบ

สารประกอบออกซิเจนที่ทราบเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดของตารางธาตุยกเว้นตัวแทนแรกของครอบครัวของก๊าซที่หายาก สารหลายโดยตรงทำปฏิกิริยากับออกซิเจนอะตอมไม่รวมฮาโลเจน, ทองและทองคำขาว มีความสำคัญมากเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจนซึ่งจะมาพร้อมกับการเปิดตัวของแสงและความร้อน กระบวนการดังกล่าวมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบ้านและอุตสาหกรรม แร่โลหะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่เรียกว่ายิง แร่ Pre-พื้นดินมีการผสมกับอากาศออกซิเจน ที่อุณหภูมิสูงการฟื้นตัวของโลหะจากซัลไฟด์กับสารที่เรียบง่าย จึงได้เหล็กและบางส่วนโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก การปรากฏตัวของออกซิเจนบริสุทธิ์ช่วยเพิ่มอัตราการผลิตในสาขาที่แตกต่างกันของสารเคมีวิศวกรรมและโลหะ

การปรากฏตัวของวิธีการที่ราคาถูกสำหรับการผลิตออกซิเจนจากอากาศโดยแยกเป็นส่วนประกอบที่อุณหภูมิต่ำมีการกระตุ้นการพัฒนาของหลายพื้นที่ของการผลิตภาคอุตสาหกรรม นักเคมีเชื่อโมเลกุล O ₂ และ O อะตอมออกซิไดซ์ที่เหมาะ เหล่านี้เป็นวัสดุธรรมชาติที่พวกเขามีการต่ออายุอย่างต่อเนื่องในธรรมชาติไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้การเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับออกซิเจนมักจะจบลงด้วยการสังเคราะห์อีกหนึ่งผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติและปลอดภัย - น้ำ บทบาทของ O ₂ ในการกำจัดสารพิษของเสียจากอุตสาหกรรมน้ำบริสุทธิ์จากสิ่งสกปรก นอกจากนี้ออกซิเจนจะถูกนำมาใช้สำหรับการฆ่าเชื้อของการปรับเปลี่ยน allotropic ของ - โอโซน สารนี้มีคุณสมบัติที่ง่ายกิจกรรมออกซิไดซ์สูง เมื่อ ozonization น้ำสลายมลพิษ โอโซนยังเป็นผลกระทบต่อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค