Краткая характеристика кислорода.

Кислород – характеристика элемента, распространённость в природе, физические и химические свойства, получение.

Кислород (O) занимает восьмое место в Периодической системе химических элементов. То есть его порядковый номер 8. Он стоит после азота (N) и перед фтором (F).

Масса атома кислорода составляет около 16 а. е. м.

Кислород является самым распространенным на Земле химическим элементом. Он входит в состав воды, большинство горных пород, является составной частью атмосферы. Тела живых организмов больше, чем наполовину, состоят из воды, а следовательно содержат много кислорода. Кроме того кислород входит в состав органических молекул (белков, жиров и углеводов) .

В атмосфере кислород содержится в виде простого вещества — газа кислорода O2. Также в верхних слоях атмосферы присутствует трехатомный газ — озон O3.

Двухатомный кислород (O2) при обычных условиях газ без цвета и запаха. Он плохо растворим в воде (в 100 литрах воды растворяется 3 литра кислорода) , с понижением температуры растворимость немного повышается. Именно поэтому в теплых морях обитает меньше живых организмов, чем в умеренной зоне, так как им не хватает кислорода для дыхания. Кислород превращается в синеватую жидкость при температуре –183 °C, а при температуре –219 °C становится твердым кристаллическим веществом.

Озон (O3) имеет запах (его можно почувствовать после грозы как запах «свежести») . В атмосфере озон образуется под действием электрических разрядов. В атмосфере Земли на высоте около 15 км находится озоновый слой, который защищает живые организмы от вредных ультрафиолетовых лучей Солнца.

Кислород достаточно активный газ. Он поддерживает горение.

Газ кислород на Земле выделяют растения в процессе фотосинтеза (синтеза органических соединений из неорганических) . Кислород является побочным продуктом фотосинтеза, однако играет очень важную роль для живых организмов, так как используется для дыхания. В процессе дыхания происходит окисление органических веществ, при этом выделяется энергия, которая необходима для жизни.

КИСЛОРОД (лат. Oxygenium), O (читается «о») , химический элемент с атомным номером 8, атомная масса 15,9994. В периодической системе элементов Менделеева кислород расположен во втором периоде в группе VIA.

Природный кислород состоит из смеси трех стабильных нуклидов с массовыми числами 16 (доминирует в смеси, его в ней 99,759 % по массе) , 17 (0,037%) и 18 (0,204%). Радиус нейтрального атома кислорода 0,066 нм. Конфигурация внешнего электронного слоя нейтрального невозбужденного атома кислорода 2s2р4. Энергии последовательной ионизации атома кислорода 13,61819 и 35,118 эВ, сродство к электрону 1,467 эВ. Радиус иона О2– при разных координационных числах от 0,121 нм (координационное число 2) до 0,128 нм (координационное число 8). В соединениях проявляет степень окисления –2 (валентность II) и, реже, –1 (валентность I). По шкале Полинга электроотрицательность кислорода 3,5 (второе место среди неметаллов после фтора) .

В свободном виде кислород — газ без цвета, запаха и вкуса.

Кислород: без запаха, без вкуса, без цвета, газообразное в-во, взаимодействует с металлами, неметаллами и со сложными в-вами, в хим. реакциях вступает в качестве окислителя

КИСЛОРОД (лат. Oxygenium), O (читается «о»), химический элемент с атомным номером 8, атомная масса 15,9994. В периодической системе элементов Менделеева кислород расположен во втором периоде в группе VIA.

Природный кислород состоит из смеси трех стабильных нуклидов с массовыми числами 16 (доминирует в смеси, его в ней 99,759 % по массе), 17 (0,037%) и 18 (0,204%). Радиус нейтрального атома кислорода 0,066 нм. Конфигурация внешнего электронного слоя нейтрального невозбужденного атома кислорода 2s2р4. Энергии последовательной ионизации атома кислорода 13,61819 и 35,118 эВ, сродство к электрону 1,467 эВ. Радиус иона О2– при разных координационных числах от 0,121 нм (координационное число 2) до 0,128 нм (координационное число 8). В соединениях проявляет степень окисления –2 (валентность II) и, реже, –1 (валентность I). По шкале Полинга электроотрицательность кислорода 3,5 (второе место среди неметаллов после фтора).

В свободном виде кислород — газ без цвета, запаха и вкуса.

Общая характеристика кислорода.
КИСЛОРОД (лат. Oxygenium), O (читается «о»), химический элемент с атомным номером 8, атомная масса 15,9994. В периодической системе элементов Менделеева кислород расположен во втором периоде в группе VIA.
Природный кислород состоит из смеси трех стабильных нуклидов с массовыми числами 16 (доминирует в смеси, его в ней 99,759 % по массе), 17 (0,037%) и 18 (0,204%). Радиус нейтрального атома кислорода 0,066 нм. Конфигурация внешнего электронного слоя нейтрального невозбужденного атома кислорода 2s2р4. Энергии последовательной ионизации атома кислорода 13,61819 и 35,118 эВ, сродство к электрону 1,467 эВ. Радиус иона О2 – при разных координационных числах от 0,121 нм (координационное число 2) до 0,128 нм (координационное число 8). В соединениях проявляет степень окисления –2 (валентность II) и, реже, –1 (валентность I). По шкале Полинга электроотрицательность кислорода 3,5 (второе место среди неметаллов после фтора).
В свободном виде кислород — газ без цвета, запаха и вкуса.
Особенности строения молекулы О2 : атмосферный кислород состоит из двухатомных молекул. Межатомное расстояние в молекуле О2 0,12074 нм. Молекулярный кислород (газообразный и жидкий) — парамагнитное вещество, в каждой молекуле О2 имеется по 2 неспаренных электрона. Этот факт можно объяснить тем, что в молекуле на каждой из двух разрыхляющих орбиталей находится по одному неспаренному электрону.
Энергия диссоциации молекулы О2 на атомы довольно высока и составляет 493,57 кДж/моль.
Физические и химические свойства
Физические и химические свойства: в свободном виде встречается в виде двух модификаций О2 («обычный» кислород) и О3 (озон). О2 — газ без цвета и запаха. При нормальных условиях плотность газа кислорода 1,42897 кг/м3 . Температура кипения жидкого кислорода (жидкость имеет голубой цвет) равна –182,9°C. При температурах от –218,7°C до –229,4°C существует твердый кислород с кубической решеткой (-модификация), при температурах от –229,4°C до –249,3°C — -модификация с гексагональной решеткой и при температурах ниже –249,3°C — кубическая -модификация. При повышенном давлении и низких температурах получены и другие модификации твердого кислорода.
При 20°C растворимость газа О2 : 3,1 мл на 100 мл воды, 22 мл на 100 мл этанола, 23,1 мл на 100 мл ацетона. Существуют органические фторсодержащие жидкости (например, перфторбутилтетрагидрофуран), в которых растворимость кислорода значительно более высокая.
Высокая прочность химической связи между атомами в молекуле О2 приводит к тому, что при комнатной температуре газообразный кислород химически довольно малоактивен. В природе он медленно вступает в превращения при процессах гниения. Кроме того, кислород при комнатной температуре способен реагировать с гемоглобином крови (точнее с железом II гема), что обеспечивает перенос кислорода от органов дыхания к другим органам.
Со многими веществами кислород вступает во взаимодействие без нагревания, например, со щелочными и щелочноземельными металлами (образуются соответствующие оксиды типа Li2 O, CaO и др., пероксиды типа Na2 O2, BaO2 и др. и супероксиды типа КО2, RbO2 и др.), вызывает образование ржавчины на поверхности стальных изделий. Без нагревания кислород реагирует с белым фосфором, с некоторыми альдегидами и другими органическими веществами.
При нагревании, даже небольшом, химическая активность кислорода резко возрастает. При поджигании он реагирует с взрывом с водородом, метаном, другими горючими газами, с большим числом простых и сложных веществ. Известно, что при нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе многие простые и сложные вещества сгорают, причем образуются различные оксиды, например:
S+O2 = SO2 ; С + O2 = СО2
4Fe + 3O2 = 2Fe2 O3 ; 2Cu + O2 = 2CuO
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2 O; 2H2 S + 3O2 = 2H2 O + 2SO2
Если смесь кислорода и