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Formule d'oxygène. Tableau périodique – oxygène

Élément chimique de l' oxygène stocké dans la seconde période VI-ème groupe principal d'une version courte obsolète du Tableau Périodique. Selon les nouvelles normes de numérotation – est le 16e groupe. La décision correspondante a été faite par IUPAC en 1988. L' oxygène en tant que substance simple de formule – O 2. Tenez compte de ses principales propriétés, le rôle dans la nature et de l'économie. Nous commençons par une description de l'ensemble du groupe du système périodique, qui est dirigé par l' oxygène. Élément diffère de ses congénères ayant la chalcogène, et de l' eau est différent de l' hydrogène les composés du soufre, du sélénium et du tellure. L'explication de toutes les caractéristiques à trouver, pour en apprendre davantage sur la structure et les propriétés de l'atome.

Chalcogènes – éléments connexes oxygène

Propriétés similaires des atomes forment un groupe unique dans le système périodique. L'oxygène est dirigé par la famille des chalcogènes, mais diffère d'eux dans un certain nombre de propriétés.

La masse atomique de l'oxygène – le groupe des ancêtres – est 16 a. .. E m composés de chalcogène avec la formation d'hydrogène et les métaux présentent leur état d'oxydation -2 normale. Par exemple, constitué d'eau (H 2 O) nombre d'oxydation de l' oxygène est de -2.

Composition de composés typiques de chalcogène d'hydrogène de formule générale: H 2 R. La dissolution de ces substances sont des acides formés. Seul l'oxygène de liaison hydrogène – eau – a des propriétés spéciales. Selon les conclusions des scientifiques, cette substance est l'acide inhabituel et très faible, et une base très faible.

Le soufre, le sélénium et le tellure ont l'état d'oxydation positif typique (4, 6) dans des composés avec de l'oxygène et d'autres éléments non métalliques ayant une forte électronégativité (EO). Composition oxydes de chalcogène reflètent la formule générale: RO 2, RO 3. Ils ont une composition acide correspondant: H 2 RO 3, H 2 RO 4.

Les éléments correspondent à des substances simples: l'oxygène, le soufre, le sélénium, le tellure et le polonium. Les trois premiers éléments présentent des propriétés métalliques. Formule d'oxygène – Environ 2. modification allotropique du même élément – ozone (O 3). Les deux versions sont des gaz. Soufre et de sélénium – non-métaux solides. Tellure – substance métalloïde, un conducteur de courant électrique, le polonium – métal.

Oxygène – l'élément le plus abondant

La teneur totale en atomes de l'élément dans la croûte terrestre est d'environ 47% (en poids). L'oxygène se trouve sous forme libre, ou dans le cadre de plusieurs connexions. substance simple, dont la formule de O 2 est dans la composition de l'atmosphère, ce qui constitue l' air de 21% (en volume). L'oxygène moléculaire est dissous dans l'eau, il se trouve entre les particules du sol.

Nous savons déjà qu'il existe une autre forme d'existence d'un même élément chimique sous la forme d'une substance simple. Cet ozone – gaz formant à environ 30 km de la couche de surface, souvent appelée écran d'ozone. l'oxygène lié entre les molécules d'eau dans les nombreuses roches et des minéraux, des composés organiques.

Structure atome d'oxygène

Tableau périodique contient des informations sur l'oxygène:

  1. Le numéro de série de l'élément – 8.
  2. charge nucléaire – 8.
  3. Le nombre total d'électrons – 8.
  4. formule d'oxygène électronique – 1 s 2 s 2 2 4 2p.

Dans la nature, il y a trois isotopes stables, qui ont le même numéro de séquence dans le Tableau Périodique, une composition identique de protons et d'électrons, mais un nombre différent de neutrons. Les isotopes sont désignés par le même symbole – O. Pour le tableau comparatif montrant la composition de trois isotopes d'oxygène:

Propriétés de l'oxygène – un élément chimique

Sur 2p atome de niveau inférieur a deux électrons non appariés, ce qui explique l'apparition de l'oxydation -2 et +2. Deux paires d'électrons ne peuvent pas déconnecter, le degré d'oxydation est passé à quatre, comme en soufre et autres chalcogénures. La raison – manque de libre souscouche. Par conséquent, les composés de l'élément chimique ne présentent pas l'état de valence et d'oxydation de l'oxygène égal numéro de groupe dans la version courte de la classification périodique (6). d'oxydation moyenne est de -2 pour lui.

Seulement avec des composés de fluor expositions état d'oxydation positif d'oxygène non caractéristique de 2 pour lui. valeur EO de deux forces différentes: les non-métaux EA (D) = 3,5; EE (F) = 4. Comme élément le plus électronégatif, fluoro forte conserve ses électrons de valence et attire les particules à un niveau d'énergie externe de l'atome d'oxygène. Par conséquent, dans la réaction avec du fluor, il est agent réducteur d'oxygène perd des électrons.

Oxygène – une substance simple

D. chercheur anglais Priestley en 1774 dans le cadre des expériences gaz identifiées par la décomposition de l'oxyde de mercure. Deux ans plus tôt, la même substance dans sa forme pure était K. Scheele. À peine quelques années plus tard, le chimiste français Antoine Lavoisier a constaté que pour le gaz est une partie de l'air, et a étudié les propriétés. Formule chimique d'oxygène – O 2. Refléter la composition d'enregistrement d'électrons de la substance participant à la formation d'une liaison covalente non polaire – O O ::. Remplacer chaque paire d'électrons de liaison avec une ligne: O = O. Une telle formule de l'oxygène montre clairement que les atomes de la molécule sont reliés par deux paires d'électrons commun.

Effectuer des calculs simples et déterminer quelle est la masse moléculaire relative d'oxygène: M. (O 2) = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. À titre de comparaison: (. Air) M. = 29. Formule chimique d'oxygène diffère de l' ozone un atome d'oxygène. Par conséquent, M. (O 3) = Ar (O) x 3 = 48. L' ozone en oxygène est de 1,5 fois plus lourds.

propriétés physiques

Oxygène – un gaz sans couleur, le goût et l'odeur (à température et pression égale à la pression atmosphérique). La substance est légèrement plus lourd que l'air; soluble dans l'eau, mais en petites quantités. l'oxygène du point de fusion est négative et est -218,3 ° C Le point auquel l'oxygène liquide est reconverti en gaz – est sa température d'ébullition. Pour des molécules de O 2 valeur de cette grandeur physique atteint -182,96 ° C L'oxygène liquide et solide devient une couleur bleu clair.

Obtenir l'oxygène dans le laboratoire

Lorsqu'il est chauffé, des substances contenant de l'oxygène tels que le permanganate de potassium, est affecté un gaz incolore qui peut être recueilli dans un flacon ou un tube. Si vous faites dans la torche d'oxygène pur allumé, il brûle plus fort que dans l'air. Deux autres méthodes de laboratoire pour la production d'oxygène – décomposition du peroxyde d'hydrogène et le chlorate de potassium (chlorate de potassium). Considérons le dispositif de circuit, qui est utilisé pour la décomposition thermique.

Dans un tube à essai ou un ballon à fond rond qui est nécessaire pour verser un peu de chlorate de potassium, fermer le bouchon d'un tube de sortie de gaz. Son extrémité opposée doit être envoyé (sous l'eau) renversé la tête en bas dans le flacon. Le cou doit être omis dans un verre ou un moule rempli d'eau. Lorsque l'oxygène chauffé est libéré à partir du sel de chlorate de tube. Comme il pénètre dans le tube de vapeur dans le ballon, en déplaçant l'eau de celui-ci. Lorsque l'ampoule est remplie de gaz, le sous-marin fermé bouché et retourné. Obtenu dans cette expérience de laboratoire, l'oxygène peut être utilisé pour étudier les propriétés chimiques de la substance simple.

incendie

Si le laboratoire effectue la combustion de substances en oxygène, il est nécessaire de connaître et de respecter la réglementation incendie. L'hydrogène est brûlé instantanément dans l'air, mélangé avec de l'oxygène dans un rapport de 2: 1, il est explosif. substances combustion dans l'oxygène pur est beaucoup plus intense que dans l'air. Ceci est expliqué par le phénomène de la composition de l'air. L'oxygène dans l'atmosphère est un peu plus de 1,5 parties (21%). Combustion – une substance de réaction avec l'oxygène, et résultant en différents produits, principalement des oxydes de métaux et non-métaux. mélange oxydant de O 2 avec des substances inflammables, en outre, les composés résultants peuvent être toxiques.

Combustion bougie classique (ou allumettes) accompagnée par la formation de dioxyde de carbone. L'expérience suivante peut être réalisée à la maison. Si la substance à brûler sous un bocal en verre ou une grande tasse, la combustion cessera une fois tout l'oxygène est consommé. L'azote ne supporte pas la respiration et la combustion. Le dioxyde de carbone – produits d'oxydation – ne réagit avec l'oxygène. Transparent eau de chaux peut détecter la présence de dioxyde de carbone lors de la combustion de bougies. Si les produits de combustion passent par l'hydroxyde de calcium, la solution devient trouble. la réaction chimique se produit entre l'eau de chaux et de dioxyde de carbone, obtenu de carbonate de calcium insoluble.

Préparation d'oxygène à l'échelle industrielle

Le procédé le moins cher, dans lequel les molécules sont obtenus sans O de l' air 2, et non associé à la réalisation de réactions chimiques. Dans l'industrie, par exemple, dans les aciéries, l'air à basse température et haute pression liquéfiée. Ces principaux composants atmosphériques tels que l'oxygène et de l'azote, faire bouillir à des températures différentes. Séparer le mélange d'air avec réchauffement progressif à température ambiante. Premièrement, des molécules d'azote se distinguent, puis l'oxygène. Le procédé de séparation basé sur diverses propriétés physiques de substances simples. Formule substance simple de l' oxygène est la même que ce qu'elle était avant le refroidissement et la liquéfaction de l' air, – O 2.

En conséquence, certaines des réactions d'électrolyse, aussi, de l'oxygène, est collecté au-dessus de l'électrode correspondante. besoins en gaz industriels, des entreprises de construction en gros volumes. la demande en oxygène est en croissance constante, a besoin surtout il l'industrie chimique. gaz produit stocké à des fins industrielles et médicales dans des cylindres en acier, équipé d'un marquage. Un réservoir d'oxygène teinté en bleu ou bleu pour la distinguer de tout autre gaz liquéfié – l'azote, le méthane, l'ammoniac.

calculs chimiques à base de formules et d' équations de réactions impliquant O 2 molécules

La valeur numérique de la masse molaire de l'oxygène coïncide avec une autre quantité – masse moléculaire relative. Seulement dans le premier cas, il y a des unités. En bref formule de substance d'oxygène et son poids moléculaire doit être écrit comme suit: M (O 2) = 32 g / mol. Dans des conditions normales mole de tout volume de gaz correspondant à 22,4 litres. Par conséquent, 1 mol de O 2 – est de 22,4 litres substance 2 O 2 moles – 44,8 litres. Selon l'équation de la réaction entre l'hydrogène et de l'oxygène que l'on peut voir réagir 2 moles d'hydrogène et une mole d'oxygène:

Si le jeu de la réaction de 1 mole d'hydrogène, la quantité d'oxygène de 0,5 mol • 22,4 l / mol = 11,2 litres.

Le rôle de O 2 molécules dans la nature et la vie humaine

L'oxygène consommé par les organismes vivants sur Terre, et est impliqué dans la circulation des substances au-delà de 3 milliards d'années. Telle est la substance principale pour la respiration et le métabolisme, il peut décomposer les molécules nutriments synthétisés par le corps a besoin d'énergie. L'oxygène est constamment consommé dans le monde, mais ses réserves sont reconstituées grâce à la photosynthèse. scientifique russe K. Timiriazev croit qu'en raison de ce processus il y a encore la vie sur notre planète.

Grand est le rôle de l'oxygène dans la nature et de l'économie:

  • absorbée pendant les organismes vivants de la respiration;
  • impliqués dans les réactions de la photosynthèse chez les plantes;
  • une partie de la molécule organique;
  • les processus de décomposition, la fermentation, la rouille se produisent avec la participation de l'oxygène servant de comburant;
  • utilisé pour la synthèse de produits organiques.

Les bouteilles d'oxygène liquéfié sont utilisés pour les métaux découpe et le soudage à haute température. Ces processus sont effectués dans les usines de construction de machines, dans le transport et les entreprises de construction. Pour le travail sous l' eau, sous terre, à haute altitude dans un peuple sous vide ont besoin aussi la molécule O 2. réservoirs d'oxygène sont utilisés en médecine pour enrichir la composition de l'air inhalé par les gens qui sont malades. Gaz à des fins médicales, caractérisées par l'absence quasi totale d'impuretés techniques, les odeurs.

Oxygène – l'oxydant parfait

composé d'oxygène connu avec tous les éléments chimiques du tableau périodique, à l'exception des premiers représentants de la famille des gaz rares. De nombreuses substances réagissent directement avec des atomes d'oxygène, à l'exclusion des halogènes, l'or et le platine. D'une grande importance sont les phénomènes impliquant l'oxygène, qui sont accompagnés par la libération de la lumière et de la chaleur. De tels processus sont largement utilisés dans la maison et de l'industrie. Les minerais de métaux qui réagissent avec l'oxygène appelés à tirer. minerai pré-broyée est mélangée avec de l'air enrichi en oxygène. A des températures élevées, la récupération de métaux à partir de sulfure de substances simples. Ainsi obtenu du fer et des métaux non ferreux. La présence d'oxygène pur améliore la vitesse des processus de production dans les différentes branches de la chimie, l'ingénierie et de la métallurgie.

L'apparition d'une méthode pas cher de production d'oxygène de l'air par séparation en ses composants à basse température, a stimulé le développement de nombreux domaines de la production industrielle. Les chimistes croient atomes molécule de O 2 et O agents oxydants idéales. Ce sont des matériaux naturels, ils sont constamment renouvelés dans la nature, ne pollue pas l'environnement. De plus, les réactions chimiques impliquant l'oxygène se terminent souvent par une synthèse d'un autre produit naturel et sûr – l'eau. Le rôle de l' O 2 dans l'élimination de purification de l' eau de déchets industriels toxiques des impuretés. De plus l'oxygène est utilisé pour la désinfection de ses modifications allotropiques – ozone. Cette substance simple possède une forte activité d'oxydation. Lorsque ozonation de l'eau se décomposent les polluants. L'ozone est également effet néfaste sur la microflore pathogène.