Kakšna je stopnja oksidacije kisika? Valenca in stopnja oksidacije kisika

Vsi dihamo zrak, ki je predvsem dušika in molekule kisika z majhnim dodatkom drugih elementov. Tako kisik je eden od najbolj pomembnih kemijskih elementov. Poleg tega so njegove molekule obstajajo v veliko različnih kemičnih spojin, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju. Opisati vse lastnosti tega elementa ni dovolj in sto strani, zato smo se omejili na osnovna dejstva o zgodbah, pa tudi osnovne značilnosti elementov - Valence in stopnjo oksidacije kisika, delež uporabe osnovne fizikalne lastnosti.

Zgodovina odkritja kemijski element

Uradni datum odkritja elementa "kisika" kemične je 1. avgust 1774. Istega dne, britanski kemik John. Priestley končal eksperiment na razgradnjo živega srebra oksida, ki je v dobro zaprti posodi. znanstvenik prejela plin, ki podpira zgorevanje Po zaključku poskusa. Vendar pa je to odkritje je šel neopažen celo znanstveniki. G. Priestley mislil, da je prišel, da ne dodeli nov element in sestavni del zraka. Dzhozef Pristli njihovi rezultati delijo z znameniti francoski znanstvenik in kemik Antuanom Lavuaze, ki je bil sposoben razumeti, kaj ni uspelo Anglež. V 1775, je Lavoisier lahko ugotovila, da ni bilo "sestavni del zraka" dejansko je samostojna kemijski element in ga poimenovali kisika, ki se prevaja od grške pomeni "kislina tvori". Lavoisier potem verjeli, da je prisotna v vseh kislin kisika. Nato so bili dobljeni kisline s formulo, ki ne vsebujejo atome kisika, ki pa ime zatakne.

Kisik - zlasti molekularna struktura

Aktivne kemijski element je brezbarven plin, brez vonja in okusa. Kemijska formula - _O2. Kemiki klic navadne dvoatomarnih kisika ali "atmosferskega kisika" ali "dvo kisika." Molekula učinkovina sestoji iz dveh medsebojno povezanih kisikovih atomov. Obstaja tudi molekula sestoji iz treh atomov - O _3. Ta snov se imenuje ozon, več podrobnosti o tem bo napisal spodaj. Molekula z dvema atomoma kisika ima stopnjo oksidacije -2, saj je sposobna, da tvori dva neparnega kovalentno vez elektronov. Energija, ki se sprošča med atomi razgradnja (disociacija) kisika v molekuli enaka 493.57 kJ / mol. To je zelo velika razlika.

Valenci kisika in stopnjo oksidacije

Pod valence za kemijski element ima v mislih svojo sposobnost, da prevzame določeno število atomov drugih kemičnih elementov. Valenci kisika je dva. Valenci molekule kisika tudi enak dvema, ker dva atoma povezana med seboj in imajo sposobnost, da se veže na svoji strukturi tudi en atom drugo spojino, tj tvori kovalentno vez z njo. Na primer, molekule vode _H2O posledico tvorbo kovalentne vezi med enim atomom kisika in dveh vodikovih atomov.

Kisik najdemo v mnogih znanih kemičnih spojin. Obstaja tudi posebna vrsta kemičnih spojin - oksidi. Ta snov dobimo z združevanjem praktično vsak kemični element s kisikom. Stopnjo oksidacije kisika v oksidov enaka -2. Vendar pa v nekaterih spojin, lahko ta številka lahko drugačna. Več o tem bo opisano v nadaljevanju.

Fizikalne lastnosti kisika

Normalna dvoatomarni kisik je plin, ki nima barve, vonja in okusa. V normalnem stanju, njegova gostota - 1,42897 kg / ^m3. Teža 1 liter snov je nekoliko manj kot 1,5 g, t.j. čistega kisika težji od zraka. Pri segrevanju, je molekula ločeno v atome.

Ko je temperatura medija zniža na -189.2 ^C. kisik da spreminja svojo strukturo iz plinastega tekočini. Tako obstaja vrenja. Ko temperatura zmanjša na -218.35 ^{° C} pride do spremembe v strukturi s tekočim kristalom. Pri tej temperaturi kisika v obliki modrikaste kristalov.

Pri sobni temperaturi, kisik je komajda topna v vodi - na liter za 31 ml kisika. Topnost z drugimi snovmi: 220 ml za 1 liter etanola, 231 ml za 1 liter acetona.

Kemične lastnosti kisika

O kemijskih lastnostih kisika lahko napišete Talmud. Najpomembnejša lastnost kisika - to je oksidacija. Ta material je zelo močan oksidant. Kisik lahko reagirajo s skoraj vseh znanih elementov periodnega sistema. Kot posledica te interakcije se tvorijo oksidi, kot že rečeno. Kisikov oksidacija v spojinah z drugimi elementi v bistvu enaka 2. Primer takih spojin je voda _(H2O), ogljikovega dioksida _(CO2), kalcijev oksid, litijev oksid, in drugi. Vendar obstaja določena kategorija oksidov, ki se imenuje peroksidi ali peroksidi. Njihova posebnost je, da je peroksid skupina "-O-O-" v teh spojinah. Ta filter zmanjša oksidacijske lastnosti _O2, tako da je stopnja oksidacije v kisikovi peroksida -1.

V povezavi z alkalijskimi aktivnega kisika oblike superoxides ali superoksida. Primeri takšnih struktur so:

• kalijev peroksid (KO _2);
• rubidija superoksid (RBO _2).

Njihova posebnost je, da je stopnja oksidacije kisika v superoksid -1/2.

V povezavi z najbolj aktivni kemijskega elementa - fluorom, pridobljeni fluoridi. Na njih bodo razpravljali v nadaljevanju.

Višja stopnja oksidacije v kisikovih spojin

Odvisno od tega, kaj snov reagira s kisikom, kisik ima sedem stopenj oksidacije:

1. -2 - v oksidov in organskih spojin.
2. -1 - v peroksidov.
3. -1/2 - v superoksid.
4. -1/3 - v neorganski ozonide (pravem Troatoman kisika - ozona).
5. +1/2 - v soli kisika kationa.
6. 1 - v monofluoride kisika.
7. 2 - v kisikovi difluorida.

Kot je razvidno, večja je stopnja oksidacije kisika doseženega pri oksidov in organskih spojin, in fluoridi ima tudi pozitivno moč. Ni vse vrste interakcij se lahko izvede na naraven način. Za tvorbo določenih spojin zahteva posebnih pogojih, kot so visok pritisk, visoke temperature, izpostavljenosti redko spojin, ki se skoraj nikoli ne najdemo v naravi. Upoštevajte osnovno kisika spojine z drugimi kemijskimi elementi: oksidov, fluoridov in peroksidi.

Razvrstitev okside pri kislinsko-bazičnega lastnosti

Obstajajo štiri vrste oksidov:

• osnovna;
• kislina;
• nevtralen;
• amfoteričen.

Kisikov oksidacije pri tovrstnih spojin so -2.

• Osnovni oksidi - spojina s kovine z nizkimi oksidacijska stanja. Značilno je, da ko se reagira s kislinami dobimo ustrezno sol, in vodo.
• Kisle oksidi - nekovinski oksidi z visoko stopnjo oksidacije. V k temu dodamo vodo tvori kislino.
• Nevtralni oksidi - spojine, ki ne vstopijo v nobeni reakcijo s kislinami ali z bazami.
• Amfoterne okside - spojine s kovinami, ki imajo nizko elektronegativnosti vrednost. So, odvisno od okoliščin, razstavne lastnosti in kislih in bazičnih oksidov.

Peroksidov, stopnja kisika pri oksidaciji vodikovega peroksida in drugih spojin

Peroksidi imenujemo kisikove spojine z alkalijskimi kovinami. So pridobljene z zgorevanjem teh kovin v kisik. Peroksidi organske spojine so zelo eksploziven. Lahko jih pripravimo tudi z absorpcijo kisika oksidov. Primeri peroksidov:

• vodikov peroksid (H ₂ O _2);
• barijev peroksid (BaO _2);
• natrijev peroksid (Na ₂ O _2).

Vsi izmed njih je skupno to, da vsebujejo skupino kisika -OO-. Zato kisika v oksidacijski stopnji -1 peroksidi. Eden izmed najbolj znanih spojin -OO- skupine, ki jo je vodikov peroksid. Pri normalnih pogojih, to je spojina tekočina svetlo modro. Po njihovih kemijskih lastnosti vodikovega peroksida je bližje šibko kislino. Ker ima -OO- vez v spojini slabo stabilnost, tudi pri sobni temperaturi, lahko dodamo raztopino vodikovega peroksida se razkroji v vodo in kisik. To je močan oksidacijsko sredstvo pa z reakcijo z močno Oksidativno reducentom ima le vodikov peroksid. Stopnja kisika pri oksidaciji vodikovega peroksida, kot v drugih perokside -1.

Druge vrste peroksidov so:

• superoxides (superoxides, v katerih ima kisika oksidacijo -1/2);
• anorganske ozonides (zelo nestabilna spojina, ki ima v svojem aniona strukturi ozona);
• molozonide (spojina, ki ima v svoji strukturi vez -OOO-).

Fluoridi, stopnja oksidacije v kisikovi OF2

Fluoro - najbolj aktiven član vse trenutno znane. Zato, da reakcijo med kisikom in fluor, da se ne oksidi in fluoridi. So tako imenovan zaradi tega spojina ni kisik in fluor je oksidant. Fluorid ni mogoče dobiti na naraven način. Njihova sintetiziramo le z ekstrakcijo povezavo z fluorom vodnim KOH v. kisikovih fluoridov delimo na:

• kisik difluorid (od _2);
• monofluoride kisika (O ₂ F _2).

Upoštevajte podrobneje vsake od spojin. kisik difluorid v svoji strukturi je brezbarven plin z močnim neprijetnih vonjav. Po hlajenju kondenziramo v rumenkasto tekočino. Tekočina slabo meša z vodo, vendar dober zrak, fluor in ozon. Kemične lastnosti kisika difluorida - zelo močan oksidant. Stopnjo oksidacije v kisikovi OF2 je 1, to je v tej spojini fluoro oksidant in kisika - redukcijsko sredstvo. O ₂ je zelo strupena, kot čisti fluora in pristopi toksičnost fosgen. Glavna uporaba tovrstne spojine - kot oksidant za pogonsko gorivo, saj kisika difluorida ni eksploziven.

monofluoride kisika v normalnem stanju je trdna rumenkasto. Po taljenju, tvori rdečo tekočino. To je močan oksidacijsko sredstvo, zelo eksplozivna v stiku z organskimi spojinami. Ta spojina kaže kisika oksidacijsko stanje enako +2, to je v tem Fluorid kisika spojine deluje kot redukcijskega sredstva, in fluor - oksidant.

Ozon in njegove spojine

Ozon - molekula, ki vsebuje tri atome kisika vezana drug na drugega. V normalnem stanju, je modro plin. Po hlajenju, tekočina tvori temno modre barve blizu indigo. Trdno je kristalno temno modre barve. Ozon ima oster vonj, lahko pa seveda občutek v zraku po hudi nevihti.

Ozon, kot običajno kisik, je zelo močan oksidant. Kemijske lastnosti blizu močnih kislin. Ko izpostavljeni ozonu oksidov povečuje stopnjo oksidacije z razvojem kisika. Toda hkrati stopnjo spuščenem kisika oksidacijo. ozon kemijske vezi med niso tako močan kot v O _2, tako _da v normalnih pogojih brez napora lahko raztopi v kisik s sproščanjem toplotne energije. Z naraščajočo temperaturo vpliva na molekulo z ozonom in z zmanjšanjem tlaka razpad proces dvoatomarnih kisika eksotermno pospešeno. Poleg tega, če velik prostor v ozon, ta proces lahko povzroči eksplozijo.

Ker ozon je zelo močan oksidant in skoraj vsi postopki, ki vključujejo z veliko količino O _2, potem je ozon je zelo toksična snov. Vendar pa je v zgornji atmosferi ozonske plasti igra vlogo reflektorja ultravijolične sončne svetlobe.

Ker ozona uporabo laboratorijski instrumenti ustvarjajo organske in anorganske ozonides. To je zelo nestabilen o strukturi materije, zato je njihova vzpostavitev v naravnih razmerah je nemogoče. Ozonides so shranjeni samo pri nizkih temperaturah, saj so pri rednem temperaturi izredno strupen in eksploziven.

Uporaba kisika in njegove spojine v industriji

Glede na to, da naenkrat, so znanstveniki ugotovili, kaj stopnja oksidacije s kisikom v interakciji z drugimi elementi, je in njegove spojine se pogosto uporabljajo v industriji. Še posebej potem, ko so sredi dvajsetega stoletja izumil turbo ekspanderji - enote, ki pretvorbo kisika v mehansko potencialne energije. Ker kisika - zelo lahko vnetljivo snov, nato pa se uporablja v vseh industrijskih panogah, kjer je potrebna uporaba ognja in vročine. Ko rezanje in varjenje kovin se uporabljajo tudi posod s kisikom pod pritiskom za povečanje plamena varilno napravo. Kisik se pogosto uporablja v jeklarski industriji, kjer s pomočjo stisnjenega O ₂ vzdržujemo pri visoki temperaturi plavžu. Najvišja stopnja oksidacije kisika -2. Ta značilnost se aktivno uporabljajo za izdelavo oksidov za nadaljnje izgorevanje in sprostitev toplotne energije. Tekoči kisik, ozon, in druge spojine, ki vsebujejo veliko količino _{O2 uporabimo} kot oksidanti pogonsko gorivo. Oksidiran kisik nekatere organske spojine se uporabljajo kot razstreliva.

V kemični industriji se kisik uporablja kot oksidacijskega sredstva v kislinsko ogljikovodikovih spojin, kot so alkoholi, kisline in podobno. D. Zdravilo se uporablja pri znižanem tlaku pri bolnikih s težavami pljuč, za ohranjanje življenja organizma. V kmetijstvu se majhni odmerki čistega kisika se uporabljajo za vzrejo rib v ribnikih, za povečanje deleža goveda in podobno. D.

Kisik - močno oksidacijsko sredstvo, ki je bistvenega pomena za obstoj

Predvsem je bilo veliko napisano o tem, kaj je kisik oksidacijsko stanje, ko vstopajo v reakcijo z različnimi spojinami in elementov, kakšne kisikovih spojin, obstajajo, kakšne vrste življenjsko nevarne in ki niso. Eden lahko ostanejo jasno - kot v vsej svoji toksičnosti in visoko stopnjo oksidacije kisika je eden od elementov, ki so bistvenega pomena za življenje na Zemlji? Dejstvo, da je naš planet zelo uravnotežen organ, ki je prilagojen posebej za snovi v plasti ozračja. Vključena je v ciklu, ki je, kot sledi: človek in vse ostale živali porablja kisik in ogljikov dioksid, in rastline v večini porabljajo ogljikov dioksid in kisik. Vse na svetu se med seboj, in izguba enega povezavo verige lahko prekinil celotno verigo. Ne smemo pozabiti na to in skrbijo za življenje na planetu kot celote, ne le njenih posameznih predstavnikov.