Apakah tahap pengoksidaan oksigen? Valens oksigen dan tahap pengoksidaan

Semua kita menghirup udara yang kebanyakannya nitrogen dan oksigen molekul dengan tambahan kecil unsur-unsur lain. Oleh itu, oksigen adalah salah satu daripada unsur-unsur kimia yang paling penting. Tambahan pula, molekul yang terdapat dalam pelbagai jenis bahan kimia yang digunakan dalam kehidupan seharian. Untuk menggambarkan semua sifat unsur ini tidak mencukupi dan satu ratus muka surat, jadi kita menyekat fakta asas cerita-cerita, serta ciri-ciri elemen asas - valens dan tahap pengoksidaan oksigen, bahagian memohon sifat fizikal asas.

Sejarah penemuan unsur kimia

Tarikh rasmi penemuan unsur kimia "oksigen" adalah 1 Ogos 1774. Pada hari itu juga, ahli kimia British John. Priestley membuat kesimpulan eksperimen beliau pada penguraian oksida merkuri yang berada dalam kapal yang tertutup. saintis menerima gas yang menyokong pembakaran Setelah tamat eksperimen. Walau bagaimanapun, penemuan ini pergi tanpa disedari walaupun oleh para saintis. Mr Priestley berfikir bahawa dia datang bukan untuk memperuntukkan elemen baru dan merupakan sebahagian daripada udara. Dzhozef Pristli keputusan mereka dikongsi dengan ahli sains yang terkenal Perancis dan ahli kimia Antuanom Lavuaze, yang mampu untuk memahami apa yang gagal untuk membuat seorang Inggeris. Pada 1775, Lavoisier dapat membuktikan bahawa terdapat "merupakan sebahagian daripada udara" sebenarnya adalah elemen kimia bebas dan menamakannya oksigen, yang diterjemahkan daripada bahasa Greek bermaksud "asid-membentuk". Lavoisier maka dipercayai bahawa oksigen hadir dalam semua asid. Selepas itu, asid formula diperoleh yang tidak mengandungi atom oksigen, tetapi nama terperangkap.

Oxygen - struktur terutamanya molekul

unsur kimia aktif adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau dan tanpa rasa. formula kimia - O _2. Ahli kimia memanggil oksigen dwiatom biasa atau "oksigen atmosfera" atau "dioxygen." bahan molekul terdiri daripada dua atom oksigen dikaitkan. Terdapat juga sebuah molekul yang terdiri daripada tiga atom - O _3. bahan ini dipanggil ozon, maklumat lanjut mengenai ia akan ditulis di bawah. Satu molekul dengan dua atom oksigen mempunyai darjah pengoksidaan -2, kerana ia mampu membentuk dua berpasangan elektron ikatan kovalen. Tenaga yang dibebaskan semasa atom penguraian (penceraian) oksigen dalam molekul adalah sama dengan 493,57 kJ / mol. Ia satu perbezaan yang cukup besar.

Valens oksigen dan tahap pengoksidaan

Di bawah valensi unsur kimia ada di dalam fikiran keupayaan untuk mengambil alih sebilangan atom unsur-unsur kimia yang lain yang. Valens oksigen dua. Valens molekul oksigen juga sama dengan dua, kerana kedua-dua atom berhubung dengan satu sama lain dan mempunyai keupayaan untuk melampirkan kepada struktur walaupun satu atom kompaun lain, iaitu membentuk ikatan kovalen dengannya. Sebagai contoh, molekul air H ₂ O mengakibatkan pembentukan ikatan kovalen antara satu atom oksigen dan dua atom hidrogen.

Oksigen terdapat dalam banyak sebatian kimia yang dikenali. Ada juga jenis yang berasingan sebatian kimia - oksida. bahan ini diperolehi dengan menggabungkan hampir mana-mana unsur kimia dengan oksigen. Tahap pengoksidaan oksigen dalam oksida adalah sama dengan -2. Walau bagaimanapun, dalam beberapa sebatian angka ini mungkin berbeza. Lebih lanjut mengenai yang akan diterangkan di bawah.

Sifat-sifat fizikal oksigen

oksigen dwiatom Normal adalah gas yang tidak mempunyai warna, bau dan rasa. Dalam keadaan normal, ketumpatan - 1,42897 kg / m ^3. Berat 1 liter bahan adalah sedikit kurang daripada 1.5 gram, iaitu oksigen tulen adalah lebih berat daripada udara. Apabila dipanaskan, molekul itu berlepas ke atom.

Apabila suhu sederhana diturunkan ke -189,2 ^C. oksigen ia berubah strukturnya dari gas kepada cecair. Oleh itu terdapat mendidih. Apabila suhu menurun kepada -218,35 ^{° C} terdapat perubahan kepada struktur dengan kristal cecair. Pada oksigen suhu ini adalah dalam bentuk kristal kebiruan.

Pada suhu bilik, oksigen sedikit larut dalam air - dalam satu liter untuk 31 mililiter oksigen. Kelarutan dengan bahan-bahan lain: 220 ml untuk 1 liter etanol, 231 ml untuk 1 liter aseton.

sifat kimia oksigen

Tentang sifat-sifat kimia oksigen boleh naik Talmud. Harta yang paling penting oksigen - ini adalah pengoksidaan. Bahan ini adalah oksidan yang sangat kuat. Oksigen boleh bertindak balas dengan hampir semua unsur-unsur yang diketahui jadual berkala. Hasil daripada interaksi ini oksida terbentuk, seperti yang dibincangkan sebelum ini. An pengoksidaan oksigen dalam sebatian dengan unsur-unsur lain yang besarnya sama 2. Contoh sebatian seperti air (H ₂ O), karbon dioksida (CO _2), kalsium oksida, litium oksida, dan lain-lain. Walau bagaimanapun, terdapat satu kategori tertentu oksida, yang dipanggil peroksida atau peroksida. Keanehan mereka adalah bahawa terdapat satu kumpulan peroksida "-O-O-" dalam sebatian ini. Kumpulan ini mengurangkan sifat oksidatif O _2, supaya tahap pengoksidaan oksigen peroksida adalah -1.

Bersempena dengan logam alkali oksigen bentuk superoxides aktif atau superoxide. Contoh struktur tersebut adalah:

• kalium superoxide (KO _2);
• rubidium superoxide (RBO _2).

Keanehan mereka adalah bahawa tahap pengoksidaan oksigen dalam superoxide adalah -1/2.

Bersempena dengan unsur kimia yang paling aktif - fluorin, fluorida diperolehi. Mereka itu akan dibincangkan di bawah.

tahap yang lebih tinggi pengoksidaan dalam sebatian oksigen

Bergantung kepada apa bahan yang bertindak balas dengan oksigen, oksigen mempunyai tujuh darjah pengoksidaan:

1. -2 - dalam oksida dan sebatian organik.
2. -1 - dalam peroksida.
3. -1/2 - dalam superoxide.
4. -1/3 - dalam Ozonide bukan organik (oksigen triatomic benar - ozon).
5. +1/2 - dalam garam oksigen kation.
6. 1 - oksigen monofluoride.
7. 2 - dalam oksigen difluoride.

Seperti yang dapat dilihat, semakin tinggi tahap pengoksidaan oksigen dicapai dalam oksida dan sebatian organik, dan fluorida ia mempunyai kuasa walaupun positif. Tidak semua jenis interaksi boleh dijalankan dengan cara yang semulajadi. Untuk pembentukan sebatian tertentu memerlukan syarat khas, seperti tekanan tinggi, suhu tinggi, pendedahan yang jarang berlaku sebatian yang hampir tidak pernah ditemui dalam alam semula jadi. Pertimbangkan sebatian oksigen asas unsur-unsur lain kimia: oksida, fluorida dan peroksida.

oksida Klasifikasi mengenai sifat asid-bes

Terdapat empat jenis oksida:

• asas;
• asid;
• neutral;
• amfoterik.

An pengoksidaan oksigen dalam jenis sebatian adalah -2.

• oksida asas - sebatian dengan logam mempunyai pengoksidaan rendah. Biasanya, apabila bertindak balas dengan asid diperolehi sama garam, dan air.
• oksida berasid - oksida bukan logam dengan ijazah tinggi pengoksidaan. Sebagai tambahan kepadanya air membentuk asid.
• oksida neutral - sebatian yang tidak membuat apa-apa tindak balas dengan asid atau dengan asas.
• oksida amfoterik - sebatian dengan logam yang mempunyai nilai keelektronegatifan rendah. Mereka, bergantung pada keadaan, sifat pameran dan asid dan asas oksida.

Peroksida, tahap oksigen dalam pengoksidaan hidrogen peroksida dan sebatian lain

Peroksida dipanggil sebatian oksigen dengan logam alkali. Mereka diperolehi oleh pembakaran logam ini dalam oksigen. Peroksida sebatian organik amat letupan. Mereka juga boleh disediakan oleh penyerapan oksida oksigen. Contoh peroksida:

• hidrogen peroksida (H ₂ O _2);
• barium peroksida (BaO _2);
• natrium peroksida (Na ₂ O _2).

Kesemua mereka mempunyai persamaan adalah bahawa ia mengandungi -OO- kumpulan oksigen. Akibatnya, oksigen dalam darjah pengoksidaan adalah -1 peroksida. Satu sebatian yang paling dikenali -OO- kumpulan adalah hidrogen peroksida. Di bawah keadaan biasa, sebatian ini ialah biru pucat cecair. Mengikut sifat-sifat kimia mereka hidrogen peroksida lebih hampir kepada asid yang lemah. Sejak -OO- hubungan di perkarangan mempunyai kestabilan miskin, walaupun pada suhu bilik, larutan hidrogen peroksida boleh dihuraikan kepada air dan oksigen. Ia adalah agen pengoksidaan yang kuat, bagaimanapun, oleh tindak balas dengan ciri-ciri pengoksidaan penurun yang kuat mempunyai hanya hidrogen peroksida. Tahap oksigen dalam pengoksidaan hidrogen peroksida, seperti dalam peroksida lain adalah -1.

Lain-lain jenis peroksida adalah:

• superoxides (superoxides, di mana oksigen mempunyai pengoksidaan -1/2);
• ozonides bukan organik (sebatian sangat tidak stabil mempunyai dalam anion yang struktur ozon);
• molozonide (sebatian mempunyai dalam struktur ikatan -OOO-).

Fluorida, tahap pengoksidaan oksigen OF2

Fluoro - ahli yang paling aktif semua yang diketahui. Oleh itu, tindak balas antara oksigen dan fluorin sebagai tidak oksida, dan fluorida. Mereka begitu dinamakan kerana sebatian ini tidak oksigen, dan fluorin adalah oksidan yang. Fluorida tidak boleh diperolehi dengan cara yang semulajadi. Mereka hanya disintesis dengan mengekstrak persatuan dengan KOH fluorin akueus. fluorida oksigen dibahagikan kepada:

• oksigen difluoride (OF _2);
• oksigen monofluoride (O ₂ F _2).

Mempertimbangkan dengan lebih terperinci setiap sebatian. oksigen difluoride dalam struktur adalah gas tidak berwarna dengan bau yang tidak menyenangkan. Setelah penyejukan pekat dalam cecair kekuningan. cecair kurang terlarut campur dengan air, tetapi udara yang baik, fluorin dan ozon. sifat kimia oksigen difluoride - oksidan yang sangat kuat. Tahap pengoksidaan oksigen OF2 adalah 1, iaitu di dalam kawasan ini adalah oksidan fluoro dan oksigen - mengurangkan ejen. OF ₂ adalah sangat toksik, daripada fluorin tulen dan pendekatan ketoksikan fosgen. Penggunaan utama ini jenis kompaun - sebagai pengoksida bagi dorongan, kerana oksigen difluoride tidak mudah meletup.

oksigen monofluoride dalam keadaan biasa ialah kekuningan kukuh. Apabila lebur, membentuk cecair merah. Ia adalah agen pengoksidaan yang kuat, sangat mudah meletup di dalam hubungan dengan sebatian organik. Ini pengoksidaan negeri pameran sebatian oksigen sama dengan 2, iaitu dalam hal ini Fluorida perbuatan sebatian oksigen sebagai agen penurunan, dan fluorin - oksida.

Ozon dan sebatiannya

Ozone - molekul yang mempunyai tiga atom oksigen terikat antara satu sama lain. Dalam keadaan biasa adalah gas biru. Setelah penyejukan, bentuk cecair warna biru yang mendalam berhampiran dengan nila. Pepejal adalah kristal warna biru gelap. Ozon mempunyai bau tajam, ia secara semulajadi dapat merasakan di udara selepas ribut yang teruk.

Ozon, oksigen biasa, adalah oksidan yang sangat kuat. sifat kimia berhampiran dengan asid kuat. Apabila terdedah kepada oksida ozon meningkatkan tahap mereka pengoksidaan dengan evolusi oksigen. Tetapi pada tahap yang sama pengoksidaan oksigen diturunkan. Bon ozon kimia tidak sekuat di O _2, jadi _bahawa di bawah keadaan normal tanpa usaha ia boleh larut ke dalam oksigen dengan pengeluaran tenaga haba. Dengan meningkatkan kesan suhu ke atas molekul ozon dan dengan mengurangkan proses pereputan tekanan oksigen dwiatom eksoterma dipercepatkan. Selain itu, jika ruang yang besar dalam ozon, proses ini boleh menyebabkan letupan.

Sejak ozon adalah oksidan yang sangat kuat dan hampir semua proses yang melibatkan dengan jumlah yang besar daripada O _2, kemudian ozon adalah bahan yang sangat toksik. Walau bagaimanapun, dalam lapisan ozon atmosfera atas memainkan peranan pemantul cahaya matahari ultraungu.

Kerana ozon menggunakan instrumen makmal mencipta ozonides organik dan bukan organik. Ini adalah sangat tidak stabil pada struktur perkara, jadi penciptaan mereka dalam keadaan semula jadi adalah mustahil. Ozonides disimpan hanya pada suhu rendah, kerana pada suhu biasa, mereka adalah sangat toksik dan bahan letupan.

Penggunaan oksigen dan sebatiannya dalam industri

Disebabkan oleh hakikat bahawa pada satu masa, ahli-ahli sains telah belajar, apa tahap pengoksidaan daripada oksigen dalam interaksi dengan unsur-unsur lain, ia dan sebatiannya digunakan secara meluas dalam industri. Terutamanya selepas pertengahan abad kedua puluh dicipta pengembang turbo - unit mampu menukarkan oksigen ke dalam tenaga keupayaan mekanikal. Kerana oksigen - bahan yang sangat mudah terbakar, maka ia akan digunakan dalam semua industri di mana ia adalah perlu penggunaan api dan haba. Apabila memotong dan kimpalan logam juga digunakan kanister dengan oksigen bertekanan untuk meningkatkan peranti kimpalan api. Oksigen digunakan secara meluas dalam industri keluli, di mana dengan O dimampatkan ₂ dikekalkan pada suhu yang tinggi relau letupan. Tahap maksimum pengoksidaan oksigen -2. Ciri ini ia secara aktif digunakan untuk pembuatan oksida untuk tujuan pembakaran lanjut dan membebaskan tenaga haba. cecair oksigen, ozon, dan sebatian lain yang mengandungi sejumlah besar O _{2 bekerja} sebagai oksidan dorong. oksigen teroksida beberapa sebatian organik digunakan sebagai bahan letupan.

Dalam industri kimia, oksigen digunakan sebagai agen pengoksidaan dalam sebatian asid-hidrokarbon, seperti alkohol, asid dan sebagainya. D. ubat ini digunakan pada tekanan dikurangkan untuk pesakit dengan masalah paru-paru, untuk mengekalkan kehidupan organisma. Dalam bidang pertanian, dos kecil oksigen tulen digunakan untuk menternak ikan dalam kolam, untuk meningkatkan bahagian lembu dan sebagainya. D.

Oxygen - agen pengoksidaan yang kuat, yang penting kepada kewujudan

Di atas ia banyak ditulis mengenai apa oksigen mempunyai keadaan pengoksidaan apabila memasuki ke dalam tindak balas dengan pelbagai sebatian dan unsur-unsur, apa jenis sebatian oksigen, terdapat jenis-jenis yang mengancam nyawa dan yang tidak. Satu boleh kekal tidak jelas - seperti dalam semua ketoksikan dan tahap yang tinggi pengoksidaan oksigen adalah salah satu elemen yang penting untuk hidup di Bumi? Hakikat bahawa planet kita adalah badan yang seimbang, yang disesuaikan khusus untuk bahan-bahan yang terkandung dalam lapisan atmosfera. Beliau terlibat dalam kitaran, yang adalah seperti berikut: seorang lelaki dan semua haiwan lain mengambil oksigen dan menghasilkan karbon dioksida, dan tumbuh-tumbuhan dalam majoriti mengambil karbon dioksida dan menghasilkan oksigen. Segala-galanya di dunia ini saling berkaitan, dan kehilangan satu pautan rantai boleh memecah seluruh rantai. Kita tidak harus lupa mengenainya dan menjaga kehidupan di planet ini secara keseluruhan, bukan hanya wakil individu.