Suurstof Formule. Periodieke tabel - suurstof

Chemiese element suurstof gestoor in die tweede tydperk VI-ste hoofgroep van uitgediende n kort weergawe van die periodieke tabel. Volgens die nuwe nommerstelsel standaarde - is die 16de groep. Die ooreenstemmende besluit is geneem deur IUPAC in 1988. Suurstof as 'n eenvoudige stof van formule - O _2. Oorweeg die belangrikste eienskappe, rol in die natuur en die ekonomie. Ons begin met 'n beskrywing van die hele groep van die periodieke stelsel, wat onder leiding van suurstof. Element verskil van sy conge met die chalcogen, en water is anders as waterstof die verbindings van swael, selenium en telluur. Die verduideliking van al die kenmerke te vinde, net om te leer oor die struktuur en eienskappe van die atoom.

Chalcogens - verwante elemente suurstof

Soortgelyke eienskappe van die atome te vorm 'n enkele groep in die periodieke stelsel. Suurstof word gelei deur die familie van chalcogens, maar verskil van hulle in 'n aantal eienskappe.

Die atoommassa van suurstof - die voorloper groep - is 16 n. .. E m chalcogen verbindings met die vorming van waterstof en metale uit te stal hul normale oksidasietoestand -2. Byvoorbeeld, saamgestel uit water (H ₂ O) oksidasiegetal van suurstof is -2.

Samestelling van tipiese waterstof chalcogen verbindings van die algemene formule: H ₂ R. Die ontbinding van hierdie stowwe word gevorm suur. Slegs waterstofbinding suurstof - water - het 'n spesiale eienskappe. Volgens die bevindings van wetenskaplikes, hierdie stof is ongewoon en baie swak suur, en 'n baie swak basis.

Swael, selenium en telluur het tipiese positiewe oksidasietoestand (4, 6) in verbindings met suurstof en ander nie-metale met 'n hoë elektronegatiwiteit (EO). Samestelling chalcogen oksiede weerspieël die algemene formule: RO _2, RO _3. Hulle het 'n samestelling wat ooreenstem suur: H ₂ RO _3, H ₂ RO _4.

Elemente stem ooreen met eenvoudige stowwe: suurstof, swael, selenium, tellurium en polonium. Die eerste drie lede uit te stal metaal eienskappe. Suurstof Formule - Sowat _2. Allotropiese wysiging van dieselfde element - osoon (O _3). Beide weergawes is gasse. Swael en selenium - Solid nie-metale. Tellurium - metaalagtige stof, 'n dirigent van elektriese stroom, polonium - metaal.

Suurstof - die volopste element

Die totale inhoud van atome van die element in die Aarde se kors is ongeveer 47% (per gewig). Suurstof gevind in 'n vrye vorm, of as deel van verskeie verbindings. Eenvoudige stof, wie se formule van O ₂ is in die samestelling van die atmosfeer, wat '21% lug (per volume). Molekulêre suurstof in water opgelos word, dit is tussen die gronddeeltjies.

Ons weet reeds dat daar 'n ander soort bestaan van dieselfde chemiese element in die vorm van 'n eenvoudige stof. Dit osoon - gas vorming omstreeks 30 km vanaf die oppervlak laag, dikwels genoem osoon skerm. Gebonde suurstof gaan die watermolekules in die baie rotse en minerale, organiese verbindings.

Struktuur suurstofatoom

Periodieke tabel bevat volledige inligting oor suurstof:

1. Die reeksnommer van die element - 8.
2. kernlading - 8.
3. Die totale aantal elektron - 8.
4. Elektroniese suurstof formule - 1s 2s ^{2 2} 2p ^4.

In die natuur is daar drie stabiele isotope, wat dieselfde volgorde nommer in die periodieke tabel, 'n identiese samestelling van protone en elektrone, maar 'n verskillende aantal neutrone het. Isotope word aangedui deur dieselfde simbool - O. Ter vergelyking grafiek toon die samestelling van drie suurstof-isotope:

Eienskappe van suurstof - 'n chemiese element

Op 2p Persvrystellings atoom twee ongepaarde elektrone, wat die voorkoms van oksidasie -2 en 2 verduidelik. Twee saam elektrone kan nie verbreek, om die graad van oksidasie toegeneem tot vier as in swael en ander chalcogenides. Die rede - 'n gebrek aan vrye sublaag. Daarom het die verbindings van die chemiese element nie suurstof valensie en oksidasietoestand gelyk groepnommer uitstal in die kort weergawe van die periodieke stelsel (6). Gemiddelde oksidasiegetal is -2 vir hom.

Slegs met fluoor verbindings vertoon suurstof uncharacteristic positiewe oksidasietoestand van 2 vir hom. EO waarde van twee verskillende sterkpunte metale: EA (D) = 3.5; EE (F) = 4. As 'n meer elektronegatiewe element, fluoro sterker behou sy valenselektrone en lok die deeltjies na 'n eksterne energie vlak van die suurstofatoom. Daarom, in die reaksie met fluoor dit suurstof reduseermiddel elektrone verloor.

Suurstof - 'n eenvoudige stof

D. Engels navorser Priestley in 1774 in die loop van eksperimente geïdentifiseer gas deur die ontbinding van kwik oxide. Twee jaar gelede, dieselfde stof in sy suiwer vorm was K. Scheele. Slegs 'n paar jaar later, die Franse chemikus Antoine Lavoisier het bevind dat vir gas is 'n deel van die lug, en bestudeer eienskappe. Chemiese suurstof formule - O _2. Reflekteer die opname samestelling van materie elektrone deel te neem in die vorming van 'n nie-polêre kovalente binding - O O ::. Vervang elke binding elektronpaar met een lyn: O = O. Soos suurstof formule toon duidelik dat die atome in die molekule gekoppel deur twee algemene elektronpare.

Eenvoudige berekeninge en bepaal wat is die relatiewe molekulêre massa van suurstof: Mnr (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Ter vergelyking: (. Air) Mnr = 29. Suurstof Chemiese formule verskil van osoon een suurstofatoom. Dus, mnr (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48. Ozone in suurstof is 1.5 keer swaarder.

fisiese eienskappe

Suurstof - 'n gas sonder kleur, smaak en reuk (teen standaard temperatuur en druk gelyk aan atmosferiese druk). Die stof is effens swaarder as lug; oplosbaar in water, maar in klein hoeveelhede. Smeltpunt suurstof is negatief en is -218,3 ° C. Die punt waar vloeibare suurstof terug is omskep in 'n gas - is sy kokende temperatuur. Vir O ₂ molekules waarde van hierdie fisiese hoeveelheid bereik -182,96 ° C. Die vloeibare en vaste suurstof word 'n ligblou kleur.

Kry suurstof in die laboratorium

Wanneer verhit, suurstof-bevattende stowwe soos kaliumpermanganaat, is toegeken 'n kleurlose gas wat versamel kan word in 'n fles of buis. As jy maak in suiwer suurstof fakkel aangesteek, dit brand helderder as in die lug. Twee ander laboratorium metode vir die vervaardiging van suurstof - ontbinding van waterstofperoksied en kaliumchloraat (kaliumchloraat). Kyk na die kring toestel wat gebruik word vir die termiese ontbinding.

In 'n proefbuis of 'n rondeboomfles is wat nodig is om 'n bietjie kaliumchloraat gooi, sluit die prop met 'n gas uitlaat pyp. Sy teenoorgestelde kant moet gestuur word (onderwater) omgekeerde onderstebo in die fles. Die nek moet weggelaat word in 'n glas of vorm gevul met water. Wanneer dit verhit word suurstof vrygestel van die buis chloraat sout. As dit in die damp buis in die fles, verplaas water daaruit. Wanneer die gloeilamp is gevul met gas, sy geslote onderwater geprop en omgekeerde. Verkry in hierdie laboratorium eksperiment, kan suurstof gebruik word om die chemiese eienskappe van die eenvoudige stof bestudeer.

brandende

As die laboratorium voer die verbranding van stowwe in suurstof, is dit nodig om te weet en te voldoen aan die brand gesteek regulasies. Waterstof is onmiddellik verbrand in die lug, gemeng met suurstof in 'n verhouding van 2: 1, dit is plofbare. stowwe verbranding in suiwer suurstof is baie meer intens as in die lug. Dit word verduidelik deur die verskynsel van lug samestelling. Suurstof in die atmosfeer is bietjie meer as 1,5 dele (21%). Verbranding - 'n reaksie stowwe met suurstof, en wat lei tot verskillende produkte, hoofsaaklik oksiede van metale en metale. Oksideer- mengsel van O ₂ met vlambare stowwe, benewens, die gevolglike verbindings kan toksies wees.

Verbranding konvensionele kers (of wedstryde) vergesel deur die vorming van koolstofdioksied. Die volgende eksperiment uitgevoer kan word by die huis. As die stof om te brand onder 'n glasfles of 'n groot koppie, sal die verbranding keer ophou al die suurstof verbruik. Stikstof ondersteun nie asemhaling en verbranding. Koolstofdioksied - oksidasie produk - nie meer reageer met suurstof. Deursigtige kalkwater kan die teenwoordigheid van spoor koolstofdioksied op brandende kers. As verbranding produkte deur middel van die kalsiumhidroksied slaag, word die oplossing bewolk. Chemiese reaksie plaasvind tussen die kalk water en koolstofdioksied, verkry onoplosbaar kalsiumkarbonaat.

Voorbereiding van suurstof op 'n industriële skaal

Die goedkoopste proses, waarin molekules vry van lug O ₂ word _verkry, wat nie verband hou met die uitvoering van chemiese reaksies. In die industrie, byvoorbeeld, in staalfabrieke, die lug teen 'n lae temperature en hoë druk vloeibare. So groot atmosferiese komponente soos suurstof en stikstof, kook by verskillende temperature. Skei die lug mengsel met geleidelike verwarming te omgewingstemperatuur. In die eerste plek stikstof molekules word onderskei, en dan suurstof. Die metode van skeiding op grond van verskeie fisiese eienskappe van eenvoudige stowwe. Formule eenvoudige stof van suurstof is dieselfde as wat dit was voor die verkoeling en vervloeiing van lug, - O _2.

As gevolg hiervan, 'n paar van elektrolise reaksies ook suurstof, versamel oor die ooreenstemmende elektrode. Gas behoeftes van industriële, konstruksie maatskappye in groot volumes. vraag suurstof is voortdurend groei, veral moet dit die chemiese bedryf. Gestoor produk gas vir industriële en mediese doeleindes in staal silinders, toegerus met 'n merk. 'N suurstoftenk lood in blou of blou kleur om dit te onderskei van ander vloeibare gas - stikstof, metaan, ammoniak.

Chemiese berekeninge gebaseer op formules en vergelykings van reaksies met betrekking tot O ₂ molekules

Die numeriese waarde van die molêre massa van suurstof val saam met 'n ander hoeveelheid - relatiewe molekulêre massa. Slegs in die eerste geval, daar is eenhede. Kortliks formule suurstof stof en sy molekulêre gewig moet geskryf word as: M (O ₂₎ = 32 g / mol. Onder normale omstandighede mol van enige gas volume ooreenstem met 22,4 liter. Dus, 1 mol van O ₂ - is 22,4 liter stof 2 mol O _2-44,8 liter. Volgens die vergelyking van die reaksie tussen waterstof en suurstof kan gesien word dat 2 mol waterstof en een mol van suurstof reageer:

As die spel van die reaksie van 1 mol van waterstof, suurstof bedrag van 0,5 mol • 22,4 l / mol = 11,2 liter.

Die rol van O ₂ molekules in die natuur en die mens se lewe

Die suurstof verbruik deur lewende organismes op aarde, en is betrokke by die sirkulasie van stowwe in meer as 3 miljard jaar. Dit is die belangrikste stof vir respirasie en metabolisme, kan dit voedingstowwe molekules gesintetiseer deur die liggaam nodig het energie ontbind. Suurstof is voortdurend verteer in die wêreld, maar sy reserwes aangevul deur fotosintese. Russiese wetenskaplike K. Timiryazev geglo dat as gevolg van hierdie proses is daar nog lewe op ons planeet.

Groot is die rol van suurstof in die natuur en die ekonomie:

• geabsorbeer tydens asemhaling lewende organismes;
• wat betrokke is by die reaksies van fotosintese in plante;
• deel van die organiese molekule;
• verval prosesse, fermentasie, roes voorkom met die deelname van suurstof dien as oksidant;
• gebruik vir die sintese van organiese produkte.

Die vloeibare suurstof silinders gebruik vir die sny en sweis metale teen hoë temperature. Hierdie prosesse word in die masjien-gebou plante gedra, in vervoer en konstruksie maatskappye. Vir werk onder die water, ondergrondse, teen 'n hoë hoogte bo seespieël in 'n vakuum mense moet ook die O ₂ molekule. Suurstof tenks gebruik word in medisyne aan die samestelling van die ingeasem word deur mense wat siek is lug te verryk. Gas vir mediese doeleindes, wat gekenmerk word deur die byna totale gebrek aan tegniese onsuiwerhede, reuk.

Suurstof - die perfekte oksideermiddel

Bekend suurstof mengsel met alle chemiese elemente van die periodieke tabel, behalwe vir die eerste verteenwoordigers van die familie van skaars gasse. Baie stowwe direk reageer met suurstof atome, met uitsluiting van halogene, goud en platinum. Van groot belang is die verskynsel wat suurstof, wat gepaard gaan met die vrystelling van die lig en hitte. Sulke prosesse word wyd gebruik in die huis en nywerheid. Die metaal erts reageer met suurstof genoem afvuur. Pre-grond erts gemeng met suurstof verryk lug. Teen 'n hoë temperature die herwinning van metale uit sulfied om eenvoudige stowwe. Aldus verkry yster en 'n paar nie-ysterhoudende metale. Die teenwoordigheid van suiwer suurstof verhoog die tempo van produksie prosesse in die verskillende takke van chemie, ingenieurswese en metallurgie.

Die voorkoms van 'n goedkoop metode vir die vervaardiging van suurstof uit die lug deur skeiding in sy komponente teen lae temperatuur, het gestimuleer die ontwikkeling van baie gebiede van die industriële produksie. Chemici glo molekule O ₂ en O atome ideale oksideermiddels. Hierdie is 'n natuurlike materiaal, hulle is voortdurend vernuwe moet word in die natuur, moenie die omgewing besoedel nie. Daarbenewens, chemiese reaksies waarby suurstof dikwels eindig met 'n sintese van nog 'n natuurlike en veilige produk - water. Die rol van O ₂ in die verwydering van giftige industriële afvalwater suiwering van onsuiwerhede. Verder suurstof word gebruik vir ontsmetting van sy allotropiese veranderinge - osoon. Hierdie eenvoudige stof beskik hoë oksiderende aktiwiteit. Wanneer water ozonization ontbind besoedelingstowwe. Osoon is ook nadelige uitwerking op patogene mikroflora.