Oxygen Formula. Periodiska systemet - syre

Grundämne syre lagras i den andra perioden VI: te största gruppen av föråldrade en kort version av det periodiska systemet. Enligt den nya numreringen standarder - är den 16: e gruppen. Motsvarande beslut fattades av IUPAC 1988. Syre som en enkel substans med formeln - O _2. Överväga de viktigaste egenskaper, roll i naturen och ekonomi. Vi börjar med en beskrivning av hela gruppen av det periodiska systemet, som leds av syre. Elementet skiljer sig från dess släktingar som har den kalkogen, och vatten är annat än väte kan föreningarna med svavel, selen och tellur. Förklaringen av alla kännetecken som finns, bara för att lära sig om strukturen och egenskaperna hos atomen.

Kalkogener - tillhörande element syre

Liknande egenskaper hos atomerna bildar en enda grupp i det periodiska systemet. Syre leds av familjen kalkogener, men skiljer sig från dem i ett antal fastigheter.

Atommassan av syre - förfader gruppen - är 16 en. .. E m kalkogenföreningarna med bildandet av väte och metaller uppvisar sin normala oxidationstillstånd -2. Exempelvis sammansatt av vatten _(H2O) oxidationstal av syre är -2.

Sammansättningen av typiska väte kalkogenföreningarna med den allmänna formeln: H ₂ R. Upplösningen av dessa substanser är bildade syran. Endast vätebindande syre - vatten - har speciella egenskaper. Enligt resultaten av forskare, är denna substans ovanligt och mycket svag syra, och en mycket svag bas.

Svavel, selen och tellur har typiskt positivt oxidationstillstånd (4, 6) i föreningar med syre och andra icke-metaller med hög elektronegativitet (EO). Komposition kalkogen oxider återspeglar den allmänna formeln: RO _2, RO _3. De har en sammansättning motsvarande syra: H ₂ RO _3, H ₂ RO _4.

Element motsvarar enkla ämnen: syre, svavel, selen, tellur och polonium. De första tre medlemmarna uppvisar metalliska egenskaper. Oxygen Formula - Om _två. Allotropisk modifikation av samma element - ozon (O _3). Båda versionerna är gaser. Svavel och selen - fast icke-metaller. Tellur - metalloiden ämne, en ledare av elektrisk ström, polonium - metall.

Syre - det vanligaste grundämnet

Det totala innehållet av atomer av grundämnet i jordskorpan är ca 47% (i vikt). Syre finns i fri form, eller som en del av flera anslutningar. Enkel substans, vars formel O ₂ är i sammansättningen av atmosfären, som utgör 21% luft (volym). Molekylärt syre löses i vatten, är det mellan jordpartiklarna.

Vi vet redan att det finns en annan typ av förekomsten av samma grundämne i form av en enkel substans. Detta ozon - gasbildande vid ca 30 km från ytskiktet, som ofta kallas ozon skärmen. Bundet syre kommer in i vattenmolekylerna i de många stenar och mineraler, organiska föreningar.

Struktur syreatom

Periodiska systemet innehåller fullständig information om syre:

1. Serienumret för elementet - 8.
2. kärnladdning - 8.
3. Det totala antalet elektron - 8.
4. Elektronisk syre formeln - 1s 2s ^{2 2} 2p ^4.

I naturen finns det tre stabila isotoper, vilka har samma sekvensnummer i det periodiska systemet, en identisk komposition av protoner och elektroner, men ett annat antal neutroner. Isotoper är betecknade med samma symbol - O. För jämförelse diagram som visar uppbyggnaden av tre syreisotoper:

Egenskaperna hos syre - ett grundämne

På 2p undernivå atom har två oparade elektroner, vilket förklarar uppkomsten av oxidation -2 och 2. Två parade elektroner kan inte koppla, till graden av oxidation ökade till fyra såsom i svavel och andra kalkogenider. Anledningen - Bristen på gratis underlager. Därför betyder föreningarna enligt kemiskt element uppvisar inte syre valens och oxidationstillstånd lika gruppnummer i den korta versionen av det periodiska systemet (6). Genomsnittligt oxidationstal är -2 för honom.

Endast med fluorföreningar uppvisar syre uncharacteristic positivt oxidationsstadium 2 för honom. EO-värde av två olika styrkor ickemetaller: EA (D) = 3,5; EE (F) = 4. Som en mer elektro element, fluor starkare bibehåller sina valenselektroner och attraherar partiklarna till en extern energinivån hos den syreatom. Därför, i reaktion med fluor är det syre reduktionsmedel förlorar elektroner.

Syre - en enkel substans

D. English forskaren Priestley i 1774 under loppet av experiment identifierade gas genom sönderdelning av kvicksilveroxid. Två år tidigare, samma ämne i sin rena form var K. Scheele. Bara några år senare, den franske kemisten Antoine Lavoisier funnit att för gas är en del av luften, och studerade egenskaper. Kemisk syre formeln - O _2. Reflektera inspelning komposition av material elektroner deltar i bildandet av ett icke-polärt kovalent bindning - O O ::. Ersätta varje bindnings elektronpar med en rad: O = O. Sådan syre formel visar tydligt att atomerna i molekylen är förenade genom två gemensamma elektronpar.

Utföra enkla beräkningar och avgöra vad som är den relativa molekylmassan av syre: Mr (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. För jämförelse: (. Air) Mr = 29. Syre Kemisk formel skiljer sig från ozon en syreatom. Följaktligen är Mr (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48. Ozon i syre 1,5 gånger tyngre.

fysikaliska egenskaper

Syre - en gas utan färg, smak och lukt (vid standardtemperatur och tryck lika med atmosfärstryck). Ämnet är något tyngre än luft; löslig i vatten, men i små mängder. Smältpunkt syre är negativ och är -218,3 ° C. Den punkt vid vilken flytande syre omvandlas tillbaka till gas - är dess koktemperatur. För O ₂ molekyler värdet av denna fysiska kvantitet når -182,96 ° C. Den flytande och fast syre blir en ljusblå färg.

Att få syre i laboratoriet

Vid upphettning, syreinnehållande substanser såsom kaliumpermanganat, allokeras en färglös gas som kan uppsamlas i en kolv eller ett rör. Om du gör i rent syre ficklampa tänd, brinner det klarare än i luften. Två andra laboratoriemetod för framställning av syre - sönderdelning av väteperoxid och kaliumklorat (kaliumklorat). Betrakta kretsanordning, vilken används för den termiska sönderdelningen.

I ett provrör eller en rundkolv är nödvändig för att hälla lite kaliumklorat, stänger proppen med ett gasutlopp rör. Dess motsatta ände skall skickas (undervattens-) inverteras upp och ner i kolven. Halsen bör utelämnas i ett glas eller gjutform fylld med vatten. Vid uppvärmning syre frigörs från röret kloratsalt. När den kommer in ångan röret in i kolven, förskjuta vatten från den. När lampan är fylld med gas, dess stängda under vattnet propp och omvänt. Erhållits i detta laboratorium experiment kan syre användas för att studera de kemiska egenskaperna hos den enkla substansen.

bränning

Om laboratoriet genomför förbränning av ämnen i syre, är det nödvändigt att känna till och följa brandföreskrifter. Väte förbränns omedelbart i luften, blandad med syre i ett förhållande av 2: 1, är det explosivt. ämnen förbränning i rent syre är mycket mer intensiv än i luften. Detta förklaras av fenomenet luftsammansättning. Syre i atmosfären är lite mer än 1,5 delar (21%). Förbränning - en reaktions ämnen med syre, och resulterar i olika produkter, huvudsakligen oxider av metaller och icke-metaller. Oxiderande blandning av O ₂ med brännbara ämnen, dessutom kan de resulterande föreningarna vara giftiga.

Förbrännings konventionell ljusan (eller träffar) åtföljs av bildning av koldioxid. Följande experiment kan utföras hemma. Om ämnet för att bränna i en glasburk eller en stor kopp, kommer förbränningen att upphöra när allt syre förbrukas. Kväve stöder inte andas och förbränning. Koldioxid - oxidationsprodukt - reagerar inte längre med syre. Transparent limewater kan detektera närvaron av koldioxid vid brinnande ljus. Om förbränningsprodukter passerar genom kalciumhydroxid, blir lösningen grumlig. Kemisk reaktion inträffar mellan kalk vatten och koldioxid, erhållet olösligt kalciumkarbonat.

Framställning av syre i en industriell skala

Det billigaste förfarande, i vilket molekylerna erhålles fri från luft O _2, inte förknippade med att utföra kemiska reaktioner. Inom industrin, till exempel, i stålverk, luften vid låg temperatur och högt tryck kondenserade. Sådana större atmosfäriska komponenter, såsom syre och kväve, koka vid olika temperaturer. Separera luftblandningen med gradvis värmning till omgivande temperatur. Först, kvävemolekyler särskiljes, och sedan syre. Metoden för separation baserad på olika fysikaliska egenskaper hos enkla substanser. Formeln enkel substans av syre är den samma som den var före kylning och kondensering av luft, - O _2.

Som ett resultat, några av elektrolys reaktioner, också, syre, uppsamlas över motsvarande elektroden. Gasbehov av industriella, byggföretag i stora volymer. syre växer ständigt, i synnerhet behöver det den kemiska industrin. Lagrade produktgasen för industriella och medicinska ändamål i stålflaskor, utrustade med en märkning. En syretank färgas i blått eller blå färg för att skilja den från andra flytande gas - kväve, metan, ammoniak.

Kemiska beräkningar baserade på formler och ekvationer av reaktioner innefattande O _2-molekyler

Det numeriska värdet av den molära massan av syre sammanfaller med en annan kvantitet - relativ molekylvikt. Endast i det första fallet, det finns enheter. Kortfattat formeln syre substans och dess molekylvikt måste skrivas som: M (O ₂₎ = 32 g / mol. Under normala förhållanden mol av någon gas volymen motsvarar 22,4 liter. Hence, en mol av O ₂ - är 22,4 liter substans 2 mol O ₂ - 44,8 liter. Enligt ekvationen av reaktionen mellan väte och syre kan ses att reagera 2 mol väte och en mol syre:

Om spelet av reaktionen av en mol av väte, syre mängd av 0,5 mol • 22,4 l / mol = 11,2 liter.

Den roll som O ₂ molekyler i naturen och mänskligt liv

Syret förbrukas av levande organismer på jorden, och är involverad i cirkulationen av ämnen i över 3 miljarder år. Detta är det viktigaste ämnet för andning och ämnesomsättning, kan det bryta ner näringsämnen molekyler syntetiseras av kroppen behöver energi. Syre ständigt konsumeras i världen, men dess reserver fylls genom fotosyntesen. Ryska forskare K. Timiryazev trodde att på grund av denna process finns det fortfarande liv på vår planet.

Stor är rollen av syre i naturen och ekonomi:

• absorberas under andning levande organismer;
• involverade i reaktioner fotosyntesen i växter;
• en del av den organiska molekylen;
• sönderfallsprocesser, jäsning, rost uppträder med deltagande av syre som tjänar som oxidationsmedel;
• användas för syntes av organiska produkter.

De flytande syre cylindrar används för att skära och svetsa metaller vid höga temperaturer. Dessa processer genomförs i maskinbyggnadsanläggningar, i transport- och byggföretag. För arbete under vatten, tunnelbana, på hög höjd i ett vakuum människor behöver också _O2 molekylen. Syre tankar används inom medicinen för att berika sammansättningen av luften inandas av människor som är sjuka. Gas för medicinska ändamål, som kännetecknas av den nästan totala avsaknaden av tekniska föroreningar, lukt.

Syre - den perfekta oxidationsmedel

Känd syreförening med alla kemiska element i det periodiska systemet, med undantag för de första representanterna för familjen av ädelgaser. Många ämnen reagerar direkt med syreatomer, exklusive halogener, guld och platina. Av stor betydelse är de fenomen som involverar syre, som åtföljs av frigörandet av ljus och värme. Sådana processer används i stor utsträckning i hemmet och industrin. De metallmalmer som reagerar med syre kallas bränning. Förmalt malm blandas med syreberikad luft. Vid höga temperaturer Utvinningen av metaller från sulfid till enkla ämnen. Så erhållna järn och vissa icke-järnhaltiga metaller. Närvaro av rent syre ökar hastigheten av produktionsprocesser i de olika grenarna av kemi, teknik och metallurgi.

Uppträdandet av en billig metod för framställning av syre ur luft genom separation i dess komponenter vid låg temperatur, har stimulerat utvecklingen av många områden av industriell produktion. Kemister tror molekyl O ₂ och O-atomer ideala oxidationsmedel. Dessa är naturliga material, de är ständigt förnyas i naturen, inte förorenar miljön. Dessutom kemiska reaktioner innefattande syre slutar ofta med en syntes av ännu en naturlig och säker produkt - vatten. Rollen av O ₂ i avlägsnandet av giftigt industriella avloppsvatten från föroreningar. Dessutom syre används för desinfektion av dess allotropa modifieringar - ozon. Denna enkla substansen har hög oxiderande aktivitet. När vatten ozonisering sönder föroreningar. Ozon är också skadlig effekt på patogena mikrofloran.