Kislorod bu Kislorod formulasi. kislorod molekulasi

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 05:45

Yerdagi barcha moddalar orasida hayotni ta'minlovchi - kislorod gazi alohida o'rin tutadi. Aynan uning mavjudligi sayyoramizni boshqalar orasida noyob va alohida qiladi. Ushbu modda tufayli dunyoda juda ko'p go'zal mavjudotlar yashaydi: o'simliklar, hayvonlar, odamlar. Kislorod mutlaqo almashtirib bo'lmaydigan, noyob va o'ta muhim birikma. Shuning uchun biz uning nima ekanligini, qanday xususiyatlarga ega ekanligini aniqlashga harakat qilamiz.

Kislorodning kimyoviy elementi: xususiyatlari

Avval bu elementning davriy sistemada joylashishini tavsiflaymiz. Buni bir necha bosqichda bajarish mumkin.

1. Tartib raqami - 8.
2. Atom massasi - 15, 99903.
3. Tizimning ikkinchi davri asosiy kichik guruhining oltinchi guruhida joylashgan.
4. Yadro zaryadi - +8, protonlar soni - 8, elektronlar - 8, neytronlar - 8. Shunday qilib, ikki marta sehrli son olinadi, buning natijasida asosiy izotopik shaklning barqarorligi kuzatiladi ¹⁶ O.
5. Elementning lotincha nomi - kislorod. Ruscha - kislorod, bu nom iboradan tuzilgan"kislotalar ishlab chiqaruvchisi". Sinonimi ham bor, ba'zida kislorod deb ataladi.

Atomning elektron tuzilishini tahlil qilishga alohida e'tibor berilishi kerak, chunki u molekulaning barqarorligini va namoyon bo'ladigan fizik-kimyoviy xususiyatlarini tushuntiradi.

Molekulaning tuzilishi

Atomning elektron konfiguratsiyasi 1s²2s²2p^{4 formulasi bilan ifodalanadi.. Ushbu yozuvdan ko'rinib turibdiki, energiya darajasi tugagunga qadar va orzu qilingan oktet yaratilgunga qadar kislorodda ikkita elektron etishmaydi. Bu quyidagi xususiyatlarni tushuntiradi:}

• iki atomli kislorod molekulasi;
• elementning oksidlanish darajasi har doim -2 (peroksidlar va ftor oksidi bundan mustasno, ular mos ravishda -1 va +2 ga o'zgaradi);
• eng kuchli oksidlovchi vosita;
• normal sharoitda ham oson reaksiyaga kirishadi;
• portlovchi birikmalar hosil qilish qobiliyatiga ega.

Endi tuzilma masalasini ko'rib chiqing. Kislorod molekulasi qanday hosil bo'ladi? Birinchidan, hosil bo'lish mexanizmi kovalent qutbsiz, ya'ni har bir atom elektronlarining sotsializatsiyasi tufayli. Shunday qilib, bog'lanish ham kovalent qutbsizdir. Bundan tashqari, u ikki baravardir, chunki har bir atom tashqi sathda ikkita juftlashtirilmagan elektronga ega. Kislorod qanday ko'rinishini tasvirlash juda oddiy. Formula: O₂ yoki O=O.

Bunday bog'lanish mavjudligi tufayli molekula juda barqaror. U ishtirok etadigan ko'plab reaktsiyalar maxsus shartlarni talab qiladi: bosimni oshirish, isitish, katalizatorlardan foydalanish.

Kimyoviy element kabikislorod - tabiatda uchta barqaror izotopga ega bo'lgan atom. Ularning massa raqamlari mos ravishda 16, 17, 18 ga teng. Biroq, foiz juda boshqacha, chunki ¹⁶O 99,759%, qolganlari esa 0,5% dan kam. Shuning uchun eng keng tarqalgan va barqaror izotop massa soni 16 ga teng.

Oddiy modda kislorod

Agar biz ushbu element haqida oddiy birikma sifatida gapiradigan bo'lsak, unda oddiy sharoitda agregatsiya holatini darhol belgilashimiz kerak. Kislorod ta'mi, rangi va hidiga ega bo'lmagan gazdir. Ikki atomli molekula sayyorada vodorod va asil gaz geliydan keyin eng ko'p tarqalgan moddadir.

Ushbu moddaning yigʻilishining boshqa holatlari ham mavjud. Shunday qilib, -183⁰S manfiy haroratda kislorod kondensatsiyalanib, go'zal ko'k suyuqlikka aylanadi. Agar siz -200⁰S chegarasidan oshib ketsangiz, suyuqlik monoklinik igna shaklidagi yorqin ko'k kristallarga aylanadi.

Hammasi qattiq holatda kislorod mavjudligining uchta asosiy turi mavjud.

1. Alfa shakli (a-O₂). 200 dan pastroq ⁰C.
2. Beta shakli (b-O₂). Harorat diapazoni -200-400⁰S.
3. Gamma shakli (g-O₂). Interval -400 dan -500⁰C.

Kislorod eng muhim va muhim gazlardan biridir. Faqat sayyoradagi tirik mavjudotlar hayoti uchun emas, balki umuman tabiat uchun. U tarkibiga kirmaydigan tabiiy mineral yoki birikmani nomlash qiyinelement.

Kashfiyot tarixi

Havoda yonish jarayonlarini qoʻllab-quvvatlovchi qandaydir gaz borligi haqidagi birinchi eslatma 8-asrda paydo boʻlgan. Biroq, keyin uni o'rganish, mavjudligini isbotlash va ochish uchun texnik imkoniyat yo'q edi. Deyarli ming yillikdan keyin, XVIII asrda bu bir qancha olimlarning mehnati tufayli amalga oshirildi.

1. 1771 Karl Scheele eksperimental ravishda havo tarkibini aniqladi va asosiy ikki gaz kislorod va azot ekanligini aniqladi.
2. Pyer Bayen simob va uning oksidining parchalanishi boʻyicha tajribalar oʻtkazdi va natijalarni rasman qayd etadi.
3. 1773 Scheele rasman kislorod elementini kashf qildi, lekin uni sof holda ololmaydi.
4. 1774 Pristley, Scheeledan qat'i nazar, xuddi o'zi qilgan kashfiyotni amalga oshiradi va simob oksidining parchalanishi orqali sof kislorod oladi.
5. 1775 Antuan Lavuazye bu elementni nomlaydi va yuzlab yillar davomida mavjud boʻlgan yonish nazariyasini yaratadi.
6. 1898 Tompson jamiyatni havodagi kislorod atmosferaga karbonat angidrid gazining katta emissiyasi tufayli tugashi mumkin deb oʻylashga majbur qiladi.
7. Oʻsha yili Timiryazev buning aksini isbotlaydi, chunki u sayyoramizdagi yashil oʻsimliklar kislorod yetkazib beruvchi ekanligini tushuntiradi.

Shunday qilib, kislorod nima ekanligi, u hayot uchun qanday muhim va ahamiyatli gaz ekanligi ma'lum bo'ldi. Shundan so‘ng moddaning barcha fizik-kimyoviy xossalari o‘rganildi, uni olish usullari ko‘rib chiqildi va suv, yer qobig‘i, atmosfera va sayyoramizning boshqa joylaridagi taxminiy miqdori hisoblab chiqildi.

Jismoniy xususiyatlar

Koʻrilayotgan birikmani tavsiflashi mumkin boʻlgan asosiy fizik parametrlarni keltiramiz.

1. Kislorod normal sharoitda gaz boʻlib, havoning ajralmas qismi (21%). Uning rangi, ta'mi va hidi yo'q. Havodan engilroq, suvda yomon eriydi.
2. Koʻmir va metall kukunlari tomonidan faol soʻriladi, organik moddalarda eriydi.
3. Qaynash nuqtasi -183⁰C.
4. Eritish -218, 35⁰C.
5. Zichlik 0,0014g/sm³.
6. Kristal panjara molekulyar.

Kislorod suyuq holatda paramagnitdir.

Kimyoviy xossalari

Koʻrib chiqilayotgan gazning qanchalik faolligi, uning boshqa moddalar bilan reaksiyalarida oʻzini qanday tutishi haqida kimyo batafsil aytib beradi. Kislorod bir nechta oksidlanish darajasini ko'rsatishga qodir, garchi eng keng tarqalgani -2 dir, bu doimiy hisoblanadi. Bunga qo'shimcha ravishda, qiymatlari quyidagicha bo'lgan birikmalar mavjud:

• -1;
• -0, 5;
• -1/3;
• +0, 5;
• +1;
• +2.

Kimyoviy faollik elektronga yuqori yaqinlik bilan izohlanadi, chunki Polling elektronegativlik qiymati 3,44. Faqat ftor (4) yuqoriroq. Shuning uchun kislorod juda kuchli oksidlovchi moddadir. Shu bilan birga, yanada kuchli oksidlovchi moddalar bilan reaktsiyalarda u ijobiy oksidlanish holatini ko'rsatuvchi qaytaruvchi sifatida harakat qiladi. Masalan, ftor oksidida O⁺² F₂^-.

Kislorodni o'z ichiga olgan juda ko'p miqdordagi birikmalar mavjud. Bu moddalar sinflari, masalan:

• oksidlar;
• peroksidlar;
• ozonidlar;
• superoksidlar;
• kislotalar;
• asos;
• tuz;
• organik molekulalar.

Barcha elementlar bilan kislorod normal sharoitda reaksiyaga kirisha oladi, asil metallar, geliy, neon va argon hamda galogenlardan tashqari. U hech qanday sharoitda inert gazlar bilan oʻzaro taʼsir qilmaydi.

Sanoat tomonidan olingan

Havo va suvdagi kislorod miqdori shunchalik yuqori (mos ravishda 21 va 88%)ki, uni sintez qilishning asosiy sanoat usuli suyuq havoni fraksiyonel distillash va suvni elektroliz qilishdir.

Birinchi usul ayniqsa tez-tez ishlatiladi. Axir, bu gazning ko'p qismi havodan chiqarilishi mumkin. Biroq, u butunlay toza bo'lmaydi. Agar yuqori sifatli mahsulot kerak bo'lsa, elektroliz jarayonlari qo'llaniladi. Buning uchun xom ashyo suv yoki gidroksidi hisoblanadi. Eritmaning elektr o'tkazuvchanligini oshirish uchun natriy yoki kaliy gidroksid ishlatiladi. Umuman olganda, jarayonning mohiyati suvning parchalanishiga kamayadi.

Laboratoriya olish

Laboratoriya usullari orasida issiqlik bilan ishlov berish usuli keng qo'llaniladi:

• peroksidlar;
• kislorodli kislotalarning tuzlari.

Yuqori haroratda ular kislorod gazini chiqarish uchun parchalanadi. Jarayonni tez-tez katalizlangmarganets (IV) oksidi. Ular kislorodni suvni almashtirish orqali to'playdilar va uni yonayotgan parcha bilan topadilar. Ma'lumki, kislorodli atmosferada alanga juda yorqin yonadi.

Maktab kimyo darslarida kislorod ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan yana bir modda vodorod peroksiddir. Katalizator ta'sirida hatto 3% li eritma ham toza gazning chiqishi bilan bir zumda parchalanadi. Uni faqat yig'ish kerak. Katalizator bir xil - marganets oksidi MnO₂.

Eng koʻp ishlatiladigan tuzlar orasida:

• Bertolet tuzi yoki kaliy xlorat;
• kaliy permanganat yoki kaliy permanganat.

Jarayonni tasvirlash uchun siz tenglamani berishingiz mumkin. Laboratoriya va tadqiqot ehtiyojlari uchun yetarlicha kislorod chiqariladi:

2KClO₃=2KCl + 3O₂↑.

Kislorodning allotropik modifikatsiyalari

Kislorodning bitta allotropik modifikatsiyasi mavjud. Ushbu birikmaning formulasi O₃ boʻlib, u ozon deb ataladi. Bu tabiiy sharoitda ultrabinafsha nurlanish va havodagi kislorodga chaqmoq oqimlari ta'sirida hosil bo'lgan gazdir. O₂ o'zidan farqli o'laroq, ozon yoqimli yangi hidga ega bo'lib, u yomg'irdan keyin chaqmoq va momaqaldiroqli havoda seziladi.

Kislorod va ozon oʻrtasidagi farq nafaqat molekuladagi atomlar sonida, balki kristall panjaraning tuzilishida hamdir. Kimyoviy jihatdan ozon yanada kuchli oksidlovchi hisoblanadi.

Kislorod havoning tarkibiy qismidir

Kislorodning tabiatda tarqalishi juda keng. Kislorod quyidagilarda uchraydi:

• toshlar va minerallar;
• tuz va toza suv;
• er;
• o'simlik va hayvon organizmlari;
• havo, jumladan, yuqori atmosfera.

Shubhasiz, Yerning barcha qobiqlari - litosfera, gidrosfera, atmosfera va biosfera bilan band. Ayniqsa, uning havo tarkibidagi tarkibi muhim ahamiyatga ega. Axir, aynan shu omil sayyoramizda hayot shakllari, jumladan, odamlar ham mavjud bo‘lishiga imkon beradi.

Biz nafas olayotgan havoning tarkibi juda xilma-xildir. U doimiy komponentlarni ham, o'zgaruvchilarni ham o'z ichiga oladi. O'zgarmas va har doim mavjud:

• karbonat angidrid;
• kislorod;
• azot;
• asli gazlar.

Oʻzgaruvchilarga suv bugʻi, chang zarralari, begona gazlar (chiqindi gazlar, yonish mahsulotlari, chirigan va boshqalar), oʻsimlik gulchanglari, bakteriyalar, zamburugʻlar va boshqalar kiradi.

Kislorodning tabiatdagi ahamiyati

Tabiatda qancha kislorod borligi juda muhim. Axir, ma'lumki, bu gazning iz miqdori yirik sayyoralarning (Yupiter, Saturn) ba'zi sun'iy yo'ldoshlarida topilgan, ammo u erda aniq hayot yo'q. Bizning Yerimizda u yetarlicha mavjud, bu suv bilan birgalikda barcha tirik organizmlarning mavjudligiga imkon beradi.

Kislorod nafas olishning faol ishtirokchisi boʻlishdan tashqari, son-sanoqsiz oksidlanish reaksiyalarini ham amalga oshiradi, buning natijasida hayot uchun energiya ajralib chiqadi.

Tabiatdagi bu noyob gazning asosiy yetkazib beruvchilari yashil oʻsimliklar va baʼzilaridirbakteriyalar turlari. Ularning yordami bilan kislorod va karbonat angidridning doimiy muvozanati saqlanadi. Bundan tashqari, ozon butun Yer ustidan himoya qalqoni yaratadi, bu esa katta miqdordagi halokatli ultrabinafsha nurlanishning kirib kelishiga yo‘l qo‘ymaydi.

Anaerob organizmlarning faqat ba'zi turlari (bakteriyalar, zamburug'lar) kislorodli atmosferadan tashqarida yashashga qodir. Biroq, ularning soni bunga muhtoj bo'lganlardan ancha kam.

Sanoatda kislorod va ozondan foydalanish

Sanoatda kislorod allotroplarining asosiy qoʻllanilishi quyidagilardir.

1. Metallurgiya (metallarni payvandlash va kesish uchun).
2. Tibbiyot.
3. Qishloq xoʻjaligi.
4. Raketa yoqilgʻisi sifatida.
5. Koʻp kimyoviy birikmalar, jumladan portlovchi moddalar sintezi.
6. Suvni tozalash va zararsizlantirish.

Bu katta gaz ishtirok etmaydigan kamida bitta jarayonni, noyob moddani - kislorodni nomlash qiyin.