Deguonis yra ... Deguonies formulė. Deguonies molekulė

Tarp visų medžiagų, esančių Žemėje, ypatingą vietą užima tai, ką teikia gyvenimas - deguonies dujos. Tai jo buvimas, kuris daro mūsų planetą išskirtinę tarp visų kitų, ypatinga. Dėl šios medžiagos visame pasaulyje yra tiek daug gražių būtybių: augalų, gyvūnų, žmonių. Deguonis yra visiškai nepakeičiamas, unikalus ir itin svarbus junginys. Todėl pabandykite sužinoti, kas tai yra, kokias savybes jis turi.

Cheminis elementas deguonis: charakteristika

Pirmiausia, mes apibūdiname šio elemento vietą periodinėje lentelėje. Tai gali būti padaryta keliais elementais.

1. Serijos numeris yra 8.
2. Atominė masė yra 15.99903.
3. Jis yra šeštosios grupės pagrindinio antrojo sistemos laikotarpio pogrupio.
4. Branduolio įkrova yra +8, protonų skaičius yra 8, elektronų skaičius yra 8, o neutronų skaičius yra 8. Taigi gaunamas dvigubas magiškas skaičius, dėl kurio pastebimas pagrindinio izotopo formos stabilumas.
5. Lotyniškas elemento pavadinimas yra deguonis. Rusų kalba - deguonis, šis pavadinimas susideda iš frazės "gimdant rūgščių". Taip pat yra sinonimas, kartais vadinamas deguonimi.

Ypatingą dėmesį reikėtų atkreipti į elektroninės atominės struktūros analizę, nes ji paaiškina molekulės stabilumą ir išreikštas fizines bei chemines savybes.

Molekulės struktūra

Elektroninė konfigūracija atomo yra pateikta formulė 1s ² 2s ² 2p ⁴ . Iš šio įrašo akivaizdu, kad prieš energijos lygio pabaigimą ir sandoros okteto sukūrimą deguonis neturi dviejų elektronų. Tai paaiškina šias charakteristikas:

• Deguonies molekulė yra dviaukštinė;
• Elemento oksidacijos laipsnis visada yra -2 (išskyrus peroksidus ir fluoro oksidą, kuriame jis keičiasi atitinkamai -1 ir +2);
• Ar stipriausias oksidantas;
• Lengva reaguoti net įprastomis sąlygomis;
• Gali sudaryti sprogius junginius.

Dabar svarstykime struktūros klausimą. Kaip susidaro deguonies molekulė? Pirma, formavimo mechanizmas yra kovalentinis nepolinis, tai yra dėl kiekvieno atomo elektronų socializacijos. Taigi, ryšys taip pat yra kovalentinis nepolinis. Šiuo atveju tai yra dvigubai, nes kiekvienas iš atomų turi išorinį lygmenyje du nesuporuotus elektronus. Jūs galite labai paprasčiausiai įsivaizduoti, koks yra deguonis. Formulė yra tokia: O ₂ arba O = O.

Dėl tokios jungties buvimo molekulė yra labai stabili. Dėl daugelio su ja susijusios reakcijos reikia specialių sąlygų: padidėjusio slėgio, šildymo, katalizatorių naudojimo.

Kaip cheminis elementas, deguonis yra atomas, turintis tris natūraliai stabilius izotopus. Jų masės skaičius atitinkamai yra 16, 17, 18, tačiau procentinis santykis yra labai skirtingas, nes ^{16 o} 99,759%, o likusieji yra mažiau nei 0,5%. Todėl labiausiai paplitęs ir stabilus izotopas yra toks, kad masinis skaičius yra 16.

Paprastoji deguonies medžiaga

Jei mes kalbame apie šį elementą kaip paprastą ryšį, tada iš karto būtina įprastomis sąlygomis nurodyti bendrą būklę. Deguonis yra dujos, kurios neturi nei skonio, nei spalvos, nei kvapo. Dvatominė molekulė, kuri yra labiausiai paplitusi planetoje esanti medžiaga, po vandenilio ir heliu garsiomis dujomis.

Yra ir kitų šios medžiagos būklės. Taigi, esant neigiamai temperatūrai -183 ^° C, deguonis kondensuoja į gražų mėlyną skysčio. Jei slenkstis viršijamas -200 ⁰ C temperatūroje, skystis išaugs į ryškiai mėlynus monoklininės adatų formos kristalus.

Kietajame būste yra trys pagrindiniai deguonies egzistavimo tipai.

1. Alfa forma (α-O ₂ ). Jis egzistuoja esant žemesnei kaip 200 ⁰ C temperatūrai.
2. Beta formos (β-O2). Temperatūros intervalas yra -200-400 ^° C.
3. Gama forma (γ-O2). Intervalas nuo -400 iki -500 ⁰ C.

Deguonis yra viena iš svarbiausių ir reikšmingiausių dujų. Ne tik dėl gyvųjų būtybių gyvenimo planetoje, bet ir už gamtą kaip visumą. Sunku pavadinti natūralų mineralą ar junginį, kuriame jis nebūtų įtrauktas kaip elementas.

Istorija atradimo

Pirmasis paminėjimas apie tai, kad ore yra keletas dujų, kurie palaiko degimo procesus, atsirado VIII a. Tačiau tada studijuoti, įrodyti egzistavimą ir jį atidaryti nebuvo techninė galimybė. Tik po beveik tūkstantmečio, XVIII a. Tai buvo padaryta dėl kelių mokslininkų darbo.

1. 1771 m. Karlas Scheele eksperimentiniu būdu nustatė oro sudėtį ir sužinojo, kad pagrindinės dvi dujos yra deguonis ir azotas.
2. Pierre Bayen atlieka eksperimentus dėl gyvsidabrio ir jo oksido skilimo ir oficialiai užfiksuoja rezultatus.
3. 1773 m. Sheele oficialiai atidaro deguonies elementą, bet negavo jo gryna forma.
4. 1774 Priestley, nepriklausomai nuo Scheele, daro tą patį, kaip ir jis, ir išgauna gryną deguonį, suskaidydamas gyvsidabrio oksidą.
5. 1775 Antoine Lavoisier pavadino šį elementą ir sukuria degimo teoriją, kuri egzistavo daugiau nei šimtą metų.
6. 1898 m. Thompsonas leidžia visuomenei manyti, kad oras deguonis gali pasibaigti dėl didelio anglies dvideginio išmetimo į atmosferą.
7. Tais pačiais metais Timirijazenas įrodo priešingą, nes jis aiškina, kad deguonies tiekėjas yra žalia planetos augalas.

Taigi, tapo žinoma, koks yra deguonis, koks yra svarbus ir prasmingas dujas. Išnagrinėjus visas medžiagos fizikines ir chemines savybes, buvo išnagrinėti jo formavimo būdai, apskaičiuotas apytikslis vandens, žemės plutos, atmosferos ir kitų planetos vietų kiekis.

Fizinės savybės

Pateikiame pagrindinius fizinius parametrus, pagal kuriuos galima apibūdinti aptariamą junginį.

1. Deguonis yra dujos įprastomis sąlygomis, kurios yra neatskiriama oro dalis (21%). Ji neturi spalvos, skonio ir kvapo. Lengvesnis už orą, blogai tirpsta vandenyje.
2. Aktyviai absorbuoja anglies ir metalo milteliai, tirpsta organinėse medžiagose.
3. Virimo temperatūra yra -183 ^° C.
4. Lydymasis: -218,35 ^° C
5. Tankis yra 0,0014 g / cm ³ .
6. Kristalų grotelės yra molekulinės.

Skystis turi paramagnetines savybes skystoje būsenoje.

Cheminės savybės

Apie tai, kaip aktyviosios dujos, kaip ji elgiasi reakcijose su kitomis medžiagomis, išsamiai aprašoma chemija. Deguonis gali eksponuoti keletą laipsnių oksidacijos, nors dažniausiai yra -2, kuris laikomas pastoviu. Be to, yra junginių, kurių vertės yra tokios:

• -1;
• -0,5;
• -1/3;
• +0,5;
• +1;
• +2.

Cheminio aktyvumo priežastis yra didelis afinitetas elektronui, nes elektronegatiškumas pagal apklausą yra 3,44. Aukštesnė tik fluorido (4). Todėl deguonis yra labai stiprus oksidantas. Tuo pačiu metu reakcijose su netgi dar stipresniais oksidatoriais veikia kaip redukuojantis agentas, turintis teigiamą oksidacijos būseną. Pavyzdžiui, fluorido okside O ^{+ 2} F ₂ ^- .

Yra daugybė junginių, kurių sudėtyje yra deguonies. Tai yra medžiagų klasės, tokios kaip:

• Oksidai;
• Peroksidai;
• Ozonidai;
• Superperoksidai;
• Rūgštys;
• Pagrindai;
• Druskos;
• Organinės molekulės.

Su visais elementais deguonis sugeba reaguoti normaliomis sąlygomis, išskyrus brangus metalus, helis, neonas ir argonas bei halogenai. Su inertinėmis dujomis jis nesikeičia jokiomis sąlygomis.

Gauti pramonėje

Deguonies kiekis ore ir vandenyje yra toks didelis (atitinkamai 21 ir 88%), kad pagrindinis pramoninis jo sintezės metodas yra frakcinis distiliuojamas skystas oras ir vandens elektrolizė.

Pirmasis metodas yra ypač dažnai naudojamas. Galų gale daugelis šių dujų gali būti izoliuoti nuo oro. Tačiau jis nebus visiškai švarus. Jei reikalaujama aukštesnės kokybės produkto, pradedami elektrolizės procesai. Šiai žaliavai yra arba vanduo, arba šarmai. Natrio arba kalio hidroksidas naudojamas tirpalo elektrai laidumui padidinti. Apskritai proceso esmė yra susilpninta iki vandens suskaidymo.

Kaip patekti į laboratoriją

Tarp laboratorijų metodų tapo plačiai paplitęs terminio apdorojimo metodas:

• Peroksidai;
• Deguonies turinčių rūgščių druskos.

Esant aukštai temperatūrai, jie išsiskiria su dujiniu deguonimi. Dažniausiai šį procesą katalizuoja mangano oksidas (IV). Deguonis yra surenkamas vandens išpylimo metu, o tai nustatoma drėgnais skiltimi. Kaip žinote, deguonies atmosferoje liepsnis spinduliuoja labai ryškiai.

Kita medžiaga, naudojama deguoniui gaminti mokyklos chemijos pamokose, yra vandenilio peroksidas. Net 3% katalizatoriaus įtakoja tirpalas akimirksniu suskaido su grynų dujų išsiskyrimu. Reikia tik surinkti. Katalizatorius yra tas pats - mangano oksidas MnO ₂ .

Dažniausiai naudojamos druskos:

• Bertoleto druska arba kalio chloratas;
• Kalio permanganatas arba manganas.

Norėdami apibūdinti procesą, galime pateikti lygtį. Deguonies pakanka laboratoriniams ir tyrimų poreikiams:

2KClO3 = 2KCl + 3O2 ↑.

Allotropiniai deguonies modifikacijos

Yra vienas allotropinis modifikavimas, kurį turi deguonis. Šio junginio formulė yra O ₃ , vadinama ozonu. Tai dujos, kurios susidaro natūraliomis sąlygomis, esant ultravioletinių spindulių ir žaibo nuotėkiui oro ore. Skirtingai nuo O ₂ , ozonas turi malonią šviežumo kvapą, kuris po lietaus su gniužu ir griaustiniu oru jaučiamas ore.

Skirtumas tarp deguonies ir ozono yra ne tik molekulių atomų skaičius, bet ir kristalų grotelių struktūra. Chemiškai ozonas yra dar stipresnis oksidatorius.

Deguonis yra oro sudedamoji dalis

Deguonies pasiskirstymas gamtoje yra labai platus. Deguonis yra:

• Uolos ir mineralai;
• Vanduo druskos ir šviežios;
• Dirvožemis;
• Augalų ir gyvūnų organizmai;
• Oro, įskaitant viršutinę atmosferą.

Akivaizdu, kad jį užima visi Žemės kriauklės - litosfera, hidrosfera, atmosfera ir biosfera. Ypač svarbus jo turinys ore. Galų gale tai yra tas veiksnys, leidžiantis egzistuoti mūsų planetoje gyvenimo formoms, įskaitant žmogų.

Kvėpuojamo oro sudėtis labai nevienalytė. Jame yra tiek nuolatinių komponentų, tiek kintamųjų. Nepakeistas ir visada yra:

• Anglies dioksidas;
• Deguonis;
• Azotas;
• Nobelio dujos.

Kintamieji yra vandens garai, dulkių dalelės, pašalinės dujos (išmetamosios dujos, degimo produktai, puvimas ir tt), augaliniai žiedadulkiai, bakterijos, grybai ir kt.

Deguonies svarba gamtoje

Labai svarbu, kiek deguonies yra gamtoje. Yra žinoma, kad kai kuriuose didelių planetų (Jupiterio, Saturno) palydovuose buvo aptiktos šios dujos, tačiau čia nėra akivaizdaus gyvenimo. Mūsų Žemėje yra pakankamas kiekis, kuris, kartu su vandeniu, leidžia visiems gyviems organizmams egzistuoti.

Be to, kad aktyviai dalyvaujantis kvėpavimo procese, deguonis daro daugybę oksidacijos reakcijų, kurios išleidžia energiją visą gyvenimą.

Pagrindiniai šių unikalių gamtinių dujų tiekėjai yra žali augalai ir tam tikros rūšies bakterijos. Jų dėka išlaikomas nuolatinis deguonies ir anglies dioksido balansas. Be to, ozonas sukuria apsauginį ekraną visoje Žemėje, kuris neleidžia įsiskverbti į didelį ultravioletinių spindulių plitimą, kuris jį sunaikina.

Tik kai kurie anaerobinių organizmų tipai (bakterijos, grybai) gali gyventi už deguonies atmosferos ribų. Tačiau yra daug mažiau nei tie, kuriems tai tikrai reikalinga.

Pramonėje naudojamas deguonis ir ozonas

Pagrindinės alotropinių deguonies modifikacijų pramonės srityse sritys yra tokios.

1. Metalurgija (metalų suvirinimui ir pjaustymui).
2. Medicina.
3. Žemės ūkis.
4. Kaip raketinis kuras.
5. Daugelio cheminių junginių, įskaitant sprogmenis, sintezė.
6. Vandens valymas ir dezinfekavimas.

Sunku įvardyti net vieną procesą, kuriame šios didžiosios dujos, unikali medžiaga - deguonis nedalyvauja.