Care este gradul de oxidare a oxigenului? Valența oxigenului și gradul de oxidare

Tot ce respira aer, care este cea mai mare parte moleculele de azot și oxigen, cu adaos de alte elemente minore. Astfel, oxigenul este una dintre cele mai importante elemente chimice. In plus, moleculele sale sunt într-o mare varietate de compuși chimici, care sunt utilizate în viața de zi cu zi. Pentru a descrie toate proprietățile acestui element nu este suficient și o sută de pagini, astfel încât să restrângă faptele de bază ale povestiri, precum și caracteristicile de element de bază - valența și gradul de oxidare a oxigenului, proporția de aplicare a proprietăților fizice de bază.

Istoria descoperirii unui element chimic

Data oficială a descoperirii elementului „oxigenul“ chimic este o august 1774. În aceeași zi, chimistul britanic John. Priestley a încheiat experimentul său privind descompunerea oxidului de mercur, care este într-un vas închis ermetic. om de știință au primit gaz care susține combustia La terminarea experimentului. Cu toate acestea, această descoperire a trecut neobservată chiar de către oamenii de știință. Dl Priestley a crezut că a venit nu să aloce un element nou și o parte integrantă a aerului. Dzhozef Pristli rezultatele lor în comun cu celebrul om de știință francez și chimist Antuanom Lavuaze, care a fost capabil să înțeleagă ceea ce nu a reușit să facă un englez. In 1775, Lavoisier a putut stabili că a existat „o parte integrantă a aerului“, de fapt, este un element chimic independent și a numit-oxigen, care este tradus din limba greacă înseamnă „acidifiante“. Lavoisier apoi a crezut că oxigenul este prezent în toți acizii. Ulterior, acizii cu formula generală au fost derivate care nu conțin atomi de oxigen, dar numele blocat.

Oxigen - structura special molecular

element chimic activ este un gaz incolor, inodor și fără gust. Formula chimică - O _2. Chimiștii numesc oxigen diatomic obișnuită sau „oxigenul atmosferic“ sau „dioxigenați.“ substanță Molecule este format din doi atomi de oxigen legați. Există , de asemenea , o moleculă formată din trei atomi - O _3. Această substanță se numește ozon, mai multe detalii despre acesta va fi scris de mai jos. O molecula cu doi atomi de oxigen are un grad de oxidare -2, deoarece este capabilă să formeze două electroni nepereche legătură covalentă. Energia care este eliberată în timpul atomilor de descompunere (disociere) oxigenului în moleculă este egal cu 493.57 kJ / mol. E o diferenta destul de mare.

Valența oxigenului și gradul de oxidare

Sub valența unui element chimic au în vedere capacitatea sa de a prelua un anumit număr de atomi de alte elemente chimice. Valența oxigenului este de două. Valența moleculei de oxigen, de asemenea, egal cu doi, deoarece cei doi atomi conectate unul la celălalt și au capacitatea de a atașa la structura sa chiar și un atom al unui alt compus, adică formarea unei legături covalente cu ea. De exemplu, o moleculă de apă _H2O rezultând în formarea de legături covalente între un atom de oxigen si doi atomi de hidrogen.

Oxigenul se găsește în mulți compuși chimici cunoscuți. Există chiar și un tip distinct de compuși chimici - oxizi. Această substanță obținută prin combinarea practic orice element chimic cu oxigenul. Gradul de oxidare a oxigenului din oxizi este egal cu -2. Cu toate acestea, în unii compuși această cifră poate fi diferită. Mai multe detalii despre care va fi descris mai jos.

Proprietăți fizice ale oxigenului

oxigen diatomic normal este un gaz care nu are nici o culoare, miros și gust. În stare normală, densitatea acestuia - 1.42897 kg / ^m3. Greutate 1 litru substanță este puțin mai mică de 1,5 grame, adică oxigen pur este mai greu decât aerul. Atunci când este încălzit, molecula este disociat în atomi.

Când temperatura medie este scăzută la -189.2 ^C. oxigen își schimbă structura sa din stare gazoasa lichidului. Astfel, există o fierbere. Când temperatura scade la -218.35 ^{° C} , există o modificare a structurii cu cristale lichide. La această temperatură de oxigen este sub formă de cristale albăstrui.

La temperatura camerei, oxigenul este puțin solubil în apă - pe ei un litru pentru 31 de mililitri de oxigen. Solubilitatea cu alte substanțe: 220 ml pentru 1 litru de etanol, 231 ml pentru 1 litru de acetonă.

Proprietățile chimice ale oxigenului

Despre proprietățile chimice ale oxigenului pot scrie Talmud. Cea mai importantă proprietate a oxigenului - aceasta este oxidarea. Acest material este oxidant foarte puternic. Oxigenul poate reacționa cu aproape toate elementele cunoscute ale tabelului periodic. Ca urmare a acestei interacțiuni sunt formate de oxizi, așa cum sa discutat mai devreme. O oxidare cu oxigen în compuși cu alte elemente sunt în mod substanțial egale cu 2. Un exemplu de astfel de compuși este apa _(H2O), dioxid de carbon _(CO2), oxid de calciu, oxid de litiu, și altele. Cu toate acestea, există o anumită categorie de oxizi, numite peroxizi sau peroxizi. Particularitatea lor este că există un grup de peroxid „-O-O-“, în acești compuși. Acest grup reduce proprietățile oxidante ale O _2, astfel încât gradul de oxidare în peroxid de oxigen este -1.

În combinație cu metale alcaline oxigen activ formele superoxid sau superoxid. Exemple de astfel de structuri sunt:

• superoxid de potasiu (KO _2);
• superoxid rubidiu (RBO _2).

Particularitatea lor este că gradul de oxidare a oxigenului din superoxid este -1/2.

În combinație cu elementul chimic cel mai activ - fluor, fluoruri obținut. Pe acestea vor fi discutate mai jos.

grad mai mare de oxidare în compuși cu oxigen

În funcție de ce substanța reacționează cu oxigenul, oxigen are șapte grade de oxidare:

1. -2 - în oxizi și compuși organici.
2. -1 - în peroxizi.
3. -1/2 - în superoxid.
4. -1/3 - în ozonidei anorganic (true oxigen triatomic - ozon).
5. +1/2 - în sărurile cation oxigen.
6. 1 - în oxigen monofluorfosfatul.
7. 2 - în difluorură oxigen.

După cum se poate observa, cu cât gradul de oxidare a oxigenului realizat în oxizi și compuși organici, și fluoruri are putere chiar pozitiv. Nu toate tipurile de interacțiuni pot fi efectuate într-un mod natural. Pentru formarea unor compuși necesită condiții speciale, cum ar fi de înaltă presiune, temperatură ridicată, compuși de expunere rare, care sunt aproape niciodată nu se găsesc în natură. Luați în considerare compusul bazic de oxigen cu alte elemente chimice: oxizi, fluoruri și peroxizi.

oxizi Clasificare privind proprietățile acide

Există patru tipuri de oxizi:

• de bază;
• Acid;
• neutru;
• amfoter.

O oxidare cu oxigen în aceste tipuri de compuși sunt -2.

• oxizi de bază - un compus cu metale având stări de oxidare scăzută. De obicei, atunci când reacționează cu acizii se obțin corespunzătoare de sare și apă.
• oxizi acizi - oxizi metaloid cu un grad ridicat de oxidare. În plus, aceasta a apei formate de acid.
• oxizi neutri - compuși care nu intră în nici o reacție cu acizi sau cu baze.
• oxizi amfoteri - compuși cu metale având o valoare scăzută electronegativitate. Acestea sunt, în funcție de circumstanțe, prezintă proprietăți și acide și bazice oxizi.

Peroxizii, gradul de oxigen în oxidarea peroxid de hidrogen și a altor compuși

Peroxizii numite compuși oxigenați cu metale alcaline. Acestea sunt obținute prin arderea acestor metale în oxigen. compuși organici peroxizii sunt extrem de exploziv. Ele pot fi de asemenea preparate prin absorbția oxizilor de oxigen. Exemple de peroxizi:

• peroxid de hidrogen (H ₂ O _2);
• peroxid de bariu (BaO _2);
• peroxid de sodiu (Na ₂ O _2).

Toate acestea au în comun este faptul că acestea conțin grupa de oxigen -OO-. În consecință, oxigenul în gradul de oxidare este -1 peroxizi. Unul dintre compușii cei mai cunoscuți -OO- grup este peroxid de hidrogen. În condiții normale, acest compus este un albastru pal lichid. Conform proprietăților lor chimice de peroxid de hidrogen este mai aproape de un acid slab. Deoarece -OO- legătura în care compusul are o stabilitate redusă, chiar și la temperatura camerei, o soluție de peroxid de hidrogen poate fi descompus la apă și oxigen. Este un agent oxidant puternic, cu toate acestea, prin reacția cu un proprietăți oxidante puternic reducator are doar peroxid de hidrogen. Gradul de oxigen în oxidarea peroxid de hidrogen, ca și în alte peroxizi este -1.

Alte tipuri de peroxizi sunt:

• superoxid (superoxid, în care oxigenul are oxidarea -1/2);
• ozonide anorganice (compus extrem de instabilă având în structura sa de ozon anion);
• molozonide (compus având în structura sa o legătură -OOO-).

Fluorurile, gradul de oxidare în OF2 oxigen

Fluor - membrul cel mai activ dintre toate cunoscute în prezent. Prin urmare, reacția dintre oxigen și fluor să nu oxizi, și fluoruri. Ele sunt numite astfel deoarece acest compus nu este oxigen, și fluor este un oxidant. Fluorul nu poate fi obținută într-un mod natural. Lor sintetizat numai prin extragerea de asociere cu KOH fluor apos. fluoruri de oxigen sunt împărțite în:

• difluorură de oxigen _(2);
• oxigen monofluorfosfatul (O ₂ F _2).

Luați în considerare mai în detaliu fiecare dintre compuși. difluorură de oxigen în structura sa este un gaz incolor, cu miros neplăcut puternic. După răcire, condensat într-un lichid gălbui. Lichidul slab miscibil cu apa, dar aer bun, fluor și ozon. Proprietățile chimice ale difluorură oxigen - un oxidant foarte puternic. Gradul de oxidare în OF2 de oxigen este 1, adică în acest compus este oxidant fluor și oxigen - agent de reducere. ₂ este foarte toxic, decât fluor pur și abordări toxicitatea fosgen. Utilizarea principală a acestui tip de compus - ca oxidantul pentru propulsor, deoarece difluorură de oxigen nu este exploziv.

oxigen monofluorfosfatul în stare normală este un solid gălbui. După topire, formează un lichid roșu. Este un agent oxidant puternic, foarte exploziv în contact cu compuși organici. Această stare prezintă o oxidare compus oxigen egal cu 2, și anume în acest Fluorul acționează compus oxigen ca un agent de reducere, și fluor - oxidant.

Ozonul și compușii săi

Ozone - o moleculă având trei atomi de oxigen legați unul de altul. În starea normală este de gaz albastru. După răcire, formele lichide de culoare albastru închis aproape de indigo. Solidul este un cristal de culoare albastru închis. Ozonul are un miros înțepător, se poate simți în mod natural în aer, după o furtună puternică.

Ozonul, ca oxigenul de obicei, este un oxidant foarte puternic. Proprietăți chimice apropiate de acizi tari. Atunci când sunt expuse la oxizi de ozon crește gradul de oxidare cu eliberare de oxigen. Dar în același grad de oxidare redus de oxigen. Legăturile chimice de ozon nu sunt la fel de puternice ca în O _2, astfel _încât , în condiții normale , fără efort se poate dizolva în oxigen cu eliberarea de energie termică. Odată cu creșterea efectului temperaturii asupra moleculei de ozon și cu scăderea presiunii oxigenului proces dezintegrare diatomic exoterm accelerată. Mai mult decât atât, în cazul în care un spațiu mare în ozon, acest proces poate duce la o explozie.

Deoarece ozonul este un oxidant foarte puternic și aproape toate procesele care implică cu valoarea mare de O _2, atunci ozonul este o substanță foarte toxică. Cu toate acestea, în stratul de ozon atmosfera superioară joacă rolul unui reflector de lumina soarelui ultraviolete.

Deoarece stratul de ozon cu ajutorul instrumentelor de laborator creează ozonide organice și anorganice. Acesta este un foarte instabil pe structura materiei, astfel încât crearea lor în condiții naturale este imposibilă. Ozonide sunt depozitate numai la temperaturi joase, deoarece la temperaturi obișnuite, acestea sunt extrem de toxice și explozive.

Utilizarea oxigenului și a compușilor săi în industrie

Datorită faptului că la un moment dat, oamenii de știință au învățat, ce grad de oxidare de oxigen în interacțiunea cu alte elemente, ea și compușii săi sunt utilizate pe scară largă în industrie. Mai ales după mijlocul secolului XX au fost inventate expandoare turbo - unități capabile să transforme oxigenul în energie potențială mecanică. Deoarece oxigen - substanță extrem de inflamabil, atunci acesta este utilizat în toate industriile în care este necesară utilizarea focului și a căldurii. La tăierea și sudarea metalelor sunt folosite canistre cu oxigen sub presiune pentru a spori dispozitiv de sudare cu flacără. Oxigenul este utilizat pe scară largă în industria oțelului, în cazul în care prin O comprimată ₂ este menținută la temperatură ridicată de furnal. Gradul maxim de oxidare a oxigenului este -2. Această caracteristică este utilizată în mod activ pentru fabricarea de oxizi în scopul arderii în continuare și eliberarea de energie termică. oxigen lichid, ozon, și alți compuși care conțin o cantitate mare de O _{2 este} folosit ca oxidanți propulsor. oxigen oxidați unii compuși organici sunt utilizați ca explozivi.

În industria chimică, oxigenul este utilizat ca agent de oxidare în compuși acizi hidrocarbonați, cum ar fi alcooli, acizi și altele asemenea. D. Medicamentul este utilizat la o presiune redusă pentru pacienții cu probleme pulmonare, pentru a menține viața organismului. În agricultură, doze mici de oxigen pur este utilizat pentru creșterea peștilor în iazuri, pentru creșterea proporției de vite și altele. D.

Oxigen - un agent oxidant puternic, care este esențială pentru existența

Deasupra era scris mult despre ceea ce oxigenul are o stare de oxidare atunci când intră în reacție cu diverși compuși și elemente, ce tipuri de compuși de oxigen, există, ce tipuri de viața în pericol și care nu sunt. Unul poate rămâne neclar - la fel ca în toate toxicității sale și un nivel ridicat de oxidare a oxigenului este unul dintre elementele care sunt esențiale pentru viața pe Pământ? Faptul că planeta noastră este un corp foarte echilibrat, care este adaptată în mod specific la substanțele conținute în stratul atmosferic. Ea este implicată în ciclul, care este după cum urmează: un om și toate celelalte animale consumă oxigen și produce dioxid de carbon, și plante în marea lor majoritate consuma dioxid de carbon si produc oxigen. Totul în lume este interconectată, iar pierderea unuia verigă a lanțului poate rupe întregul lanț. Nu trebuie să uităm despre ea și să aibă grijă de viață de pe planetă ca un întreg, nu doar reprezentanții săi individuali.