Ποιος είναι ο βαθμός οξείδωσης του οξυγόνου; Βαλένθια και βαθμός οξείδωσης του οξυγόνου

Το μόνο που αναπνέουν αέρα που είναι ως επί το πλείστον μόρια αζώτου και οξυγόνου με μικρές προσθήκη άλλων στοιχείων. Ετσι, το οξυγόνο είναι ένα από τα πιο σημαντικά χημικά στοιχεία. Επιπλέον, τα μόρια της υπάρχουν σε μια τεράστια ποικιλία χημικών ενώσεων που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή. Για να περιγράψει όλες τις ιδιότητες αυτού του στοιχείου δεν είναι αρκετό και εκατό σελίδες, έτσι ώστε να περιορίσει τα βασικά στοιχεία των ιστοριών, καθώς και τα βασικά χαρακτηριστικά στοιχεία - σθένους και το βαθμό οξείδωσης του οξυγόνου, το ποσοστό της εφαρμογής των βασικών φυσικών ιδιοτήτων.

Ιστορία της ανακάλυψης ενός χημικού στοιχείου

Η επίσημη ημερομηνία της ανακάλυψης του χημικού στοιχείου «οξυγόνο» είναι 1 Αυγούστου, 1774. Την ίδια ημέρα, ο Βρετανός χημικός Τζον. Priestley που συνήφθη το πείραμα του για την αποσύνθεση του οξειδίου του υδραργύρου που βρίσκεται σε ένα σφραγισμένο δοχείο. επιστήμονας έλαβε αερίου που υποστηρίζει την καύση Μετά την ολοκλήρωση του πειράματος. Ωστόσο, αυτή η ανακάλυψη πέρασε απαρατήρητο ακόμα και από τους επιστήμονες. Ο κ Priestley σκέφτηκε ότι ήρθε να μην διαθέσει ένα νέο στοιχείο και αναπόσπαστο τμήμα του αέρα. Dzhozef Pristli τα αποτελέσματά τους από κοινού με τον διάσημο Γάλλο επιστήμονα και χημικός Antuanom Lavuaze, ο οποίος ήταν σε θέση να καταλάβει τι απέτυχε να κάνει μια Άγγλος. Σε 1775, Lavoisier ήταν σε θέση να αποδείξει ότι υπήρχε «αναπόσπαστο μέρος του αέρα» στην πραγματικότητα είναι ένα ανεξάρτητο χημικό στοιχείο και το ονόμασε οξυγόνο, το οποίο μεταφράζεται από τα ελληνικά σημαίνει «οξύ σχηματισμού». Lavoisier τότε Πιστεύεται ότι οξυγόνο είναι παρόν σε όλα τα οξέα. Στη συνέχεια, τα οξέα του τύπου προήλθαν που δεν περιέχουν άτομα οξυγόνου, αλλά το όνομα κολλήσει.

Οξυγόνο - ειδικά μοριακή δομή

Ενεργός χημικό στοιχείο είναι ένα άχρωμο αέριο, άοσμη και άγευστη. Χημικός τύπος - O _2. Χημικοί καλούν τους απλούς διατομικού οξυγόνου ή «ατμοσφαιρικό οξυγόνο» ή «δι-οξυγόνου.» Μόριο ουσία αποτελείται από δύο συνδεδεμένα άτομα οξυγόνου. Υπάρχει επίσης ένα μόριο που αποτελείται από τρία άτομα - O _3. Η ουσία αυτή ονομάζεται όζον, περισσότερες λεπτομέρειες γι 'αυτό θα πρέπει να γραφτεί κάτω. Ένα μόριο με δύο άτομα οξυγόνου έχει ένα βαθμό οξείδωσης -2, δεδομένου ότι είναι ικανό να σχηματίζει δύο μη ζευγαρωμένα ομοιοπολικού δεσμού ηλεκτρονίου. Η ενέργεια η οποία απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια των ατόμων αποσύνθεσης (διάσπασης) του οξυγόνου στο μόριο είναι ίση με 493,57 kJ / mol. Είναι μια αρκετά μεγάλη διαφορά.

Το σθένος του οξυγόνου και ο βαθμός οξείδωσης

Υπό την σθένους ενός χημικού στοιχείου έχει κατά νου την ικανότητά του να αναλάβει ένα ορισμένο αριθμό ατόμων άλλων χημικών στοιχείων. Το σθένος του οξυγόνου είναι δύο. Το σθένος του μορίου οξυγόνου επίσης ίσο με δύο, δεδομένου ότι τα δύο άτομα συνδέονται μεταξύ τους και έχουν την ικανότητα να αποδίδουν στο δομή της ακόμα και ένα άτομο μίας άλλης ενώσεως, δηλ σχηματίζοντας ένα ομοιοπολικό δεσμό με αυτό. Για παράδειγμα, ένα μόριο νερού _Η2Ο με αποτέλεσμα το σχηματισμό ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ ενός ατόμου οξυγόνου και δύο άτομα υδρογόνου.

Το οξυγόνο βρίσκεται σε πολλές από τις γνωστές χημικές ενώσεις. Υπάρχει ακόμη και ένα ξεχωριστό είδος των χημικών ενώσεων - οξειδίων. Αυτή η ουσία που λαμβάνεται με συνδυασμό ουσιαστικά οποιοδήποτε χημικό στοιχείο με οξυγόνο. Ο βαθμός οξείδωσης του οξυγόνου στα οξείδια είναι ίση με -2. Ωστόσο, σε ορισμένες ενώσεις το ποσοστό αυτό μπορεί να είναι διαφορετική. Περισσότερα γι 'αυτό θα πρέπει να περιγράφονται παρακάτω.

Φυσικές ιδιότητες του οξυγόνου

Κανονική διατομικού οξυγόνου είναι ένα αέριο το οποίο δεν έχει χρώμα, οσμή και γεύση. Στην κανονική κατάσταση, η πυκνότητα του - 1.42897 kg / m ^3. Βάρος 1 λίτρου ουσίας είναι ελαφρώς μικρότερο από 1,5 γραμμάρια, δηλ καθαρό οξυγόνο είναι βαρύτερο από τον αέρα. Όταν θερμανθεί, το μόριο διασπάται σε άτομα.

Όταν η μέση θερμοκρασία χαμηλώνει σε -189,2 ^C. οξυγόνο αλλάζει τη δομή της από την αέρια στην υγρή. Έτσι, υπάρχει μια βράση. Όταν η θερμοκρασία μειώνεται έως -218,35 ^{° C} υπάρχει μια αλλαγή στη δομή με το υγρό κρύσταλλο. Στη θερμοκρασία αυτή οξυγόνου είναι υπό τη μορφή γαλαζωπό κρυστάλλων.

Σε θερμοκρασία δωματίου, το οξυγόνο είναι ελάχιστα διαλυτό σε νερό - σε ένα λίτρο του για 31 χιλιοστόλιτρο του οξυγόνου. Διαλυτότητα με άλλες ουσίες: 220 ml για 1 λίτρο αιθανόλης, 231 ml για 1 λίτρο ακετόνης.

Χημικές ιδιότητες του οξυγόνου

Σχετικά με τις χημικές ιδιότητες του οξυγόνου μπορεί να γράψει ένα Ταλμούδ. Η πιο σημαντική ιδιότητα του οξυγόνου - αυτό είναι η οξείδωση. Το υλικό αυτό είναι πολύ ισχυρό οξειδωτικό. Το οξυγόνο μπορεί να αντιδράσει με σχεδόν όλα τα γνωστά στοιχεία του περιοδικού πίνακα. Ως αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης είναι οξείδια σχηματίζονται, όπως συζητήθηκε νωρίτερα. Μια οξείδωση οξυγόνου σε ενώσεις με άλλα στοιχεία είναι ουσιαστικά ίσες 2. Ένα παράδειγμα τέτοιων ενώσεων είναι το νερό _(Η2Ο), διοξείδιο του άνθρακα (CO _2), οξείδιο του ασβεστίου, οξείδιο του λιθίου, και άλλοι. Ωστόσο, υπάρχει μια ορισμένη κατηγορία οξειδίων, που ονομάζεται υπεροξείδια ή υπεροξείδια. Η ιδιαιτερότητά τους είναι ότι υπάρχει ένα υπεροξείδιο ομάδα «-Ο-Ο-» σε αυτές τις ενώσεις. Αυτή η ομάδα μειώνει το οξειδωτικό ιδιότητες του O _2, έτσι ώστε ο βαθμός οξείδωσης σε υπεροξείδιο του οξυγόνου είναι -1.

Σε συνδυασμό με τις αλκαλιμετάλλου δραστικές μορφές οξυγόνου υπεροξειδίων ή δισμουτάση. Παραδείγματα τέτοιων δομών είναι:

• υπεροξειδίου του καλίου (KO _2)?
• υπεροξειδίου ρουβιδίου (RBO _2).

Η ιδιαιτερότητά τους είναι ότι ο βαθμός οξείδωσης του οξυγόνου στο σουπεροξειδίου είναι -1/2.

Σε συνδυασμό με την πιο ενεργό χημικό στοιχείο - φθόριο, φθορίδια που λαμβάνεται. Σε αυτά θα συζητηθούν παρακάτω.

Υψηλότερες βαθμός οξείδωσης σε οξυγονούχες ενώσεις

Ανάλογα με το ποια ουσία αντιδρά με το οξυγόνο, το οξυγόνο έχει επτά βαθμούς οξείδωσης:

1. -2 - σε οξείδια και οργανικές ενώσεις.
2. -1 - σε υπεροξείδια.
3. -1/2 - σε σουπεροξειδίου.
4. -1/3 - σε ανόργανα οζονίδιο (αληθινή triatomic οξυγόνου - όζοντος).
5. +1/2 - στα άλατα των κατιόντων οξυγόνου.
6. 1 - σε monofluoride οξυγόνο.
7. 2 - σε διφθοριούχο οξυγόνο.

Όπως μπορεί να φανεί, ο υψηλότερος είναι ο βαθμός οξείδωσης του οξυγόνου επιτυγχάνεται σε οξείδια και οργανικές ενώσεις, και φθορίδια έχει ακόμη και θετική δύναμη. Δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί όλα τα είδη των αλληλεπιδράσεων με φυσικό τρόπο. Για το σχηματισμό ορισμένων ενώσεων απαιτεί ειδικές συνθήκες, όπως υψηλή πίεση, υψηλή θερμοκρασία, έκθεση σε σπάνιες ενώσεις που σχεδόν ποτέ δεν βρίσκονται στη φύση. Εξετάστε το βασική ένωση οξυγόνου με άλλα χημικά στοιχεία: τα οξείδια, φθορίδια και υπεροξείδια.

οξείδια ταξινόμηση σχετικά με τις ιδιότητες οξέος-βάσης

Υπάρχουν τέσσερις τύποι των οξειδίων:

• βασικά?
• οξύ?
• ουδέτερο?
• επαμφοτερίζουσες.

Μια οξείδωση οξυγόνο σε αυτούς τους τύπους ενώσεων είναι -2.

• Βασικές οξείδια - μια ένωση με μέταλλα που έχουν χαμηλή καταστάσεις οξείδωσης. Τυπικά, όταν αντιδρά με οξέα λαμβάνονται το αντίστοιχο άλας, και νερό.
• Όξινα οξείδια - Αμέταλλα οξείδια με υψηλό βαθμό οξείδωσης. Σε προσθήκη σε αυτό του νερού που σχηματίζεται οξέος.
• Ουδέτερη οξείδια - ενώσεις οι οποίες δεν εισέρχονται σε οποιαδήποτε αντίδραση με οξέα ή με βάσεις.
• Αμφοτερικά οξείδια - ενώσεις με μέταλλα που έχουν χαμηλή αξία ηλεκτραρνητικότητα. Είναι, ανάλογα με τις περιστάσεις, εμφανίζουν ιδιότητες και όξινες και βασικές οξείδια.

Υπεροξείδια, ο βαθμός του οξυγόνου στην οξείδωση του υπεροξειδίου του υδρογόνου και άλλες ενώσεις

Υπεροξείδια ονομάζεται οξυγονούχες ενώσεις με μέταλλα αλκαλίων. Αυτές λαμβάνονται από την καύση αυτών των μετάλλων σε οξυγόνο. Υπεροξείδια οργανικές ενώσεις είναι εξαιρετικά εκρηκτικό. Μπορούν επίσης να παρασκευαστούν με την απορρόφηση των οξειδίων οξυγόνου. Παραδείγματα υπεροξειδίων:

• υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η ₂ Ο _2)?
• υπεροξείδιο του βαρίου (BaO _2)?
• υπεροξείδιο του νατρίου (Na ₂ O _2).

Όλοι τους έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό είναι ότι περιέχουν ομάδα οξυγόνου -OO-. Κατά συνέπεια, το οξυγόνο στο βαθμό οξείδωσης είναι -1 υπεροξείδια. Μία από τις πιο γνωστές ενώσεις -OO- ομάδα είναι υπεροξείδιο του υδρογόνου. Υπό κανονικές συνθήκες, αυτή η ένωση είναι ένα υγρό ανοιχτό μπλε. Σύμφωνα με τις χημικές τους ιδιότητες του υπεροξειδίου του υδρογόνου είναι πιο κοντά σε ένα ασθενές οξύ. Δεδομένου ότι -OO- δεσμού στην ένωση έχει κακή σταθερότητα, ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου, ένα διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου μπορεί να αποσυντεθεί σε νερό και οξυγόνο. Είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό παράγοντα, ωστόσο, με αντίδραση με ένα ισχυρό οξειδωτικό ιδιότητες αναγωγικού έχει μόνο το υπεροξείδιο του υδρογόνου. Ο βαθμός του οξυγόνου στην οξείδωση του υπεροξειδίου του υδρογόνου, όπως και σε άλλα υπεροξείδια είναι -1.

Άλλοι τύποι υπεροξειδίων είναι:

• υπεροξειδίων (υπεροξειδίων, κατά την οποία το οξυγόνο έχει την οξείδωση -1/2)?
• ανόργανα οζονίδια (εξαιρετικά ασταθής ένωση που έχει στο ανιόν δομή του όζοντος της)?
• molozonide (ένωση που έχει στη δομή του ένας δεσμός -OOO-).

Φθοριούχα, ο βαθμός οξείδωσης στο OF2 οξυγόνο

Φθόριο - το πιο ενεργό μέλος του όλες τις γνωστές. Ως εκ τούτου, η αντίδραση μεταξύ οξυγόνου και φθόριο να μην είναι οξείδια, και φθορίδια. Αυτά ονομάζονται έτσι επειδή η ένωση αυτή δεν είναι οξυγόνο, και φθόριο είναι ένα οξειδωτικό. Το φθόριο δεν μπορεί να επιτευχθεί με φυσικό τρόπο. Τους συντίθενται μόνο με εκχύλιση σύνδεσης με την φθόριο υδατικό ΚΟΗ. Τα φθορίδια οξυγόνου χωρίζονται σε:

• διφθοριούχο οξυγόνο (από _2)?
• monofluoride οξυγόνο (O ₂ F _2).

Εξετάστε λεπτομερέστερα κάθε μία από τις ενώσεις. διφθοριούχο οξυγόνο στη δομή του είναι ένα άχρωμο αέριο με έντονη δυσάρεστη οσμή. Κατά την ψύξη συμπυκνώνεται σε ένα κιτρινωπό υγρό. Το υγρό ελάχιστα αναμίξιμο με το νερό, αλλά καλό αέρα, φθόριο και το όζον. Χημικές ιδιότητες της διφθοριούχο οξυγόνο - ένα πολύ ισχυρό οξειδωτικό. Ο βαθμός της οξείδωσης σε OF2 οξυγόνο είναι 1, δηλαδή σε αυτή την ένωση είναι φθόριο οξειδωτικό και οξυγόνο - αναγωγικό παράγοντα. ΤΩΝ ₂ είναι πολύ τοξική, από το καθαρό φθόριο και προσεγγίζει την τοξικότητα του φωσγενίου. Η κύρια χρήση αυτού του είδους της ενώσεως - ως οξειδωτής για το προωθητικό, δεδομένου διφθοριούχο οξυγόνο δεν είναι εκρηκτικό.

monofluoride οξυγόνου στην κανονική κατάσταση είναι ένα στερεό κιτρινωπό. Κατά την τήξη, σχηματίζει ένα κόκκινο υγρό. Είναι ένα ισχυρό οξειδωτικό παράγοντα, ιδιαίτερα εκρηκτικά σε επαφή με οργανικές ενώσεις. Αυτή η κατάσταση ένωση εκθέματα οξυγόνο οξείδωσης ίσο με +2, δηλαδή σε αυτή την Φθόριο ένωση οξυγόνο δρα ως αναγωγικό παράγοντα, και φθόριο - οξειδωτικού.

Το όζον και οι ενώσεις του

Το όζον - ένα μόριο που έχει τρία άτομα οξυγόνου συνδέονται μεταξύ τους. Στην κανονική κατάσταση είναι μπλε αέριο. Κατά την ψύξη, οι υγρές μορφές ένα βαθύ μπλε χρώμα κοντά στο indigo. Το στερεό είναι ένας κρύσταλλος από σκούρο μπλε χρώμα. Το όζον έχει μια έντονη οσμή, μπορεί να αισθάνεται φυσικά στον αέρα μετά από μια σοβαρή καταιγίδα.

Το όζον, ως συνήθως, το οξυγόνο, είναι ένα πολύ ισχυρό οξειδωτικό. Χημικές ιδιότητες κοντά σε ισχυρά οξέα. Όταν εκτεθεί σε οξείδια του όζοντος αυξάνει το βαθμό της οξείδωσης με έκλυση οξυγόνου. Αλλά την ίδια βαθμό μείωσε την οξείδωση οξυγόνου. Οι χημικές όζοντος ομόλογα δεν είναι τόσο ισχυρά όσο σε O _2, έτσι _ώστε υπό κανονικές συνθήκες, χωρίς την προσπάθεια μπορεί να διαλύσει σε οξυγόνο με την απελευθέρωση της θερμικής ενέργειας. Με την αύξηση της επίδρασης της θερμοκρασίας επί του μορίου του όζοντος και με μειούμενη διαδικασία αποσύνθεσης πίεση διατομικού οξυγόνου εξωθερμικά επιταχύνθηκε. Επιπλέον, εάν ένα μεγάλο χώρο στο όζον, αυτή η διαδικασία μπορεί να οδηγήσει σε έκρηξη.

Δεδομένου ότι το όζον είναι ένα πολύ ισχυρό οξειδωτικό και σχεδόν όλες τις διαδικασίες που απαιτούν με μεγάλη ποσότητα του O _2, τότε το όζον είναι μια εξαιρετικά τοξική ουσία. Ωστόσο, στο άνω στρώμα ατμόσφαιρα όζοντος παίζει το ρόλο ενός ανακλαστήρα της υπεριώδους ηλιακού φωτός.

Επειδή όζοντος χρησιμοποιώντας εργαστηριακά όργανα δημιουργούν οργανικά και ανόργανα οζονίδια. Αυτό είναι ένα πολύ ασταθές για τη δομή της ύλης, έτσι ώστε η δημιουργία τους σε φυσικές συνθήκες είναι αδύνατη. Τα οζονίδια αποθηκεύονται μόνο σε χαμηλές θερμοκρασίες, δεδομένου ότι σε συνήθη θερμοκρασία, είναι εξαιρετικά τοξικό και εκρηκτικό.

Η χρήση του οξυγόνου και οι ενώσεις του στη βιομηχανία

Λόγω του γεγονότος ότι σε ένα χρόνο, οι επιστήμονες έχουν μάθει, τι βαθμό οξείδωσης από το οξυγόνο στην αλληλεπίδραση με άλλα στοιχεία, που και οι ενώσεις του χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία. Ειδικά μετά τα μέσα του εικοστού αιώνα εφευρέθηκαν διαστολείς turbo - μονάδες ικανή να μετατρέπει το οξυγόνο σε μηχανική δυναμική ενέργεια. Από το οξυγόνο - εξαιρετικά εύφλεκτη ουσία, τότε χρησιμοποιείται σε όλες τις βιομηχανίες όπου είναι απαραίτητο η χρήση της φωτιάς και της θερμότητας. Κατά την κοπή και συγκόλληση των μετάλλων χρησιμοποιούνται επίσης κάνιστρα με πεπιεσμένο οξυγόνο για την ενίσχυση της φλόγας συσκευή συγκόλλησης. Το οξυγόνο χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα, όπου με συμπιεσμένο O ₂ διατηρείται σε υψικάμινο υψηλής θερμοκρασίας. Ο μέγιστος βαθμός οξείδωσης του οξυγόνου είναι -2. Αυτό το χαρακτηριστικό χρησιμοποιείται ενεργά για την κατασκευή οξειδίων για το σκοπό της περαιτέρω καύσης και απελευθερώνουν θερμική ενέργεια. Το υγρό οξυγόνο, το όζον, και άλλες ενώσεις που περιέχουν μία μεγάλη ποσότητα O _{2 χρησιμοποιείται} ως οξειδωτικά προωθητικό. Οξειδωμένο οξυγόνο ορισμένες οργανικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται ως εκρηκτικά.

Στη χημική βιομηχανία, το οξυγόνο χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό μέσο σε ενώσεις οξύ-υδρογονάνθρακα, όπως αλκοόλες, οξέα και τα παρόμοια. D. Το φάρμακο χρησιμοποιείται σε μειωμένη πίεση για ασθενείς με προβλήματα στους πνεύμονες, για τη διατήρηση της ζωής του οργανισμού. Στη γεωργία, μικρές δόσεις καθαρού οξυγόνου χρησιμοποιείται για αναπαραγωγή ψαριών σε λίμνες, για την αύξηση της αναλογίας των βοοειδών και τα παρόμοια. D.

Οξυγόνο - ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας, η οποία είναι απαραίτητη για την ύπαρξη του

Πάνω απ 'ότι ήταν πολύ γραπτή σχετικά με το τι το οξυγόνο έχει μια κατάσταση οξείδωσης όταν συνάπτουν αντίδραση με διάφορες ενώσεις και στοιχεία, τι είδους ενώσεις οξυγόνου, υπάρχουν, ποιοι τύποι απειλητική για τη ζωή και τα οποία δεν είναι. Κάποιος μπορεί να παραμένουν ασαφείς - όπως και σε όλα τα τοξικότητά του και το υψηλό επίπεδο της οξείδωσης του οξυγόνου είναι ένα από τα στοιχεία που είναι απαραίτητα για τη ζωή στη Γη; Το γεγονός ότι ο πλανήτης μας είναι ένα πολύ ισορροπημένο σώμα, η οποία είναι προσαρμοσμένη ειδικά στις ουσίες που περιέχονται στο ατμοσφαιρικό στρώμα. Είναι εμπλέκονται στον κύκλο, η οποία έχει ως εξής: ένας άνθρωπος και όλα τα άλλα ζώα καταναλώνουν οξυγόνο και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα, και τα φυτά στη συντριπτική πλειοψηφία καταναλώνουν διοξείδιο του άνθρακα και παράγουν οξυγόνο. Τα πάντα στον κόσμο είναι αλληλένδετα, και η απώλεια ενός συνδέσμου της αλυσίδας μπορεί να σπάσει το σύνολο της αλυσίδας. Δεν πρέπει να ξεχάσουμε αυτό και να φροντίζει για τη ζωή στον πλανήτη ως σύνολο, και όχι μόνο μεμονωμένων εκπροσώπων της.