Hva er graden av oksidasjon av oksygen? Valensen av oksygen og graden av oksydasjon

Alt vi puster luft som er for det meste nitrogen og oksygen molekyler med mindre tillegg av andre elementer. Således er oksygen ett av de viktigste kjemiske elementer. Videre er dets molekyler er det i et stort utvalg av kjemiske forbindelser som brukes i hverdagslivet. For å beskrive alle egenskapene til dette elementet er ikke nok, og hundre sider, så vi begrenser de grunnleggende fakta om historiene, samt grunnleggende element egenskaper - valens og graden av oksidasjon av oksygen, andelen av å bruke de grunnleggende fysiske egenskaper.

Historien om oppdagelsen av et grunnstoff

Den offisielle datoen for oppdagelsen av grunnstoff "oksygen" er 01.08.1774. Samme dag, den britiske kjemikeren John. Priestley avsluttet sitt eksperiment på nedbryting av kvikksølv oksid som er i en lukket beholder. vitenskaps mottatte gass som understøtter forbrenning Ved fullføring av forsøket. Men denne oppdagelsen gikk ubemerket selv av forskerne. Mr Priestley trodde at han kom ikke til å tildele et nytt element og en integrert del av luften. Dzhozef Pristli sine resultater deles med den berømte franske vitenskapsmannen og kjemiker Antuanom Lavuaze, som var i stand til å forstå hva som ikke klarte å gjøre en engelskmann. I 1775 Lavoisier var i stand til å fastslå at det var "en integrert del av den luft" faktisk er et selvstendig kjemisk element og kalte det oksygen, som er oversatt fra gresk betyr "syredannende". Lavoisier så antas det at oksygen er til stede i alle syrer. Deretter ble syrene med formel utledes som ikke inneholder oksygenatomer, men navnet fast.

Oksygen - særlig molekylstrukturen

Aktive kjemiske element er en fargeløs gass, lukt- og smakløst. Kjemisk formel - O _2. Kjemikere ring vanlig diatomisk oksygen eller "atmosfærisk oksygen" eller "dioksygen." Molekyl substans består av to koblede oksygenatomer. Det er også et molekyl som består av tre atomer - O _3. Dette stoffet kalles ozon, flere detaljer om det vil bli skrevet under. Et molekyl med to atomer av oksygen har en oksydasjonsgrad -2, ettersom den er i stand til å danne to uparet elektron kovalent binding. Den energi som frigjøres ved spaltningen (dissosiasjon) oksygenatomer i molekylet er lik 493,57 kJ / mol. Det er en ganske stor forskjell.

Valensen av oksygen og graden av oksydasjon

Under valens av et kjemisk element har i tankene dens evne til å ta over et visst antall atomer av andre kjemiske elementer. Valensen av oksygen er to. Valensen av oksygenmolekyl også lik to, ettersom de to atomer forbundet med hverandre og har evnen til å feste seg til sin struktur og med ett atom av en annen forbindelse, det vil si som danner en kovalent binding med den. For eksempel, et molekyl vann H ₂ O som resulterer i dannelse av kovalente bindinger mellom et oksygenatom og to hydrogenatomer.

Oksygen finnes i mange av de kjente kjemiske forbindelser. Det er enda et eget typer kjemiske forbindelser - oksyder. Dette stoffet oppnås ved å kombinere praktisk talt et hvilket som helst grunnstoff med oksygen. Graden av oksydasjon av oksygen i oksydene er lik -2. Imidlertid, i noen forbindelser dette tallet kan være forskjellig. Mer om det vil bli beskrevet nedenfor.

Fysiske egenskaper av oksygen

Normal diatomic oksygen er en gass som har ingen farge, lukt og smak. I den normale tilstand, dets tetthet - 1,42897 kg / ^m3. Vekt 1 liter substans er litt mindre enn 1,5 gram, det vil si rent oksygen er tyngre enn luft. Ved oppvarming blir molekylet dissosiert i atomer.

Når mediet temperaturen senkes til -189,2 ^{° C} oxygen den forandrer sin struktur fra den gassformige til væske. Dermed er det en byll. Når temperaturen avtar til -218.35 ^{° C var} det er en endring i struktur med den flytende krystall. Ved denne temperaturen oksygen er i form av blåaktig krystaller.

Ved romtemperatur er oksygen tungt oppløselige i vann - på den ene liter til 31 milliliter av oksygen. Løselighet med andre stoffer: 220 ml i 1 liter etanol, 231 ml til 1 liter aceton.

Kjemiske egenskaper av oksygen

Om de kjemiske egenskapene til oksygen kan skrive en Talmud. Den viktigste egenskapen av oksygen - dette er oksidasjon. Dette materialet er veldig sterk antioksidant. Oksygen kan reagere med nesten alle de kjente elementene i det periodiske system. Som et resultat av denne vekselvirkning oksider dannes, som omtalt tidligere. En oksygen oksydasjon i forbindelser med andre elementer er i det vesentlige lik to. Et eksempel på slike forbindelser er vann _(H2O), karbondioksid _(CO2), kalsiumoksyd, litiumoksyd og andre. Det er imidlertid en viss kategori av oksyder, som kalles peroksyder eller peroksider. Deres særegenhet er at det er en peroksyd-gruppe "-O-O-" i disse forbindelser. Denne gruppen reduserer oksidative egenskapene til O _2, slik at graden av oksydasjon i oksygen peroksyd er -1.

I forbindelse med alkalimetall aktive oksygen danner superoksyder eller superoksyd. Eksempler på slike strukturer er:

• kaliumsuperoksid (KO _2);
• rubidium superoksid (RBO _2).

Deres særegenhet er at graden av oksidasjon av oksygen i superoksid er -1/2.

I forbindelse med den mest aktive kjemiske element - fluor, fluorider oppnådd. På dem vil bli diskutert nedenfor.

Høyere grad av oksydasjon i oksygenforbindelser

Avhengig av hva stoffet er reagert med oksygen, har oksygen syv grader av oksidasjon:

1. -2 - i oksyder og organiske forbindelser.
2. -1 - i peroksider.
3. -1/2 - i superoksid.
4. -1/3 - i uorganisk ozonid (sann triatomic oksygen - ozon).
5. +1/2 - i saltene av oksygen kation.
6. 1 - i-monofluorid oksygen.
7. 2 - i oksygen-difluorid.

Som det kan ses, jo høyere grad av oksidasjon av oksygen oppnådd i oksyder og organiske forbindelser, og fluorider det har til og med positiv strøm. Ikke alle typer interaksjoner kan utføres på en naturlig måte. For dannelsen av visse forbindelser som krever spesielle betingelser, slik som høyt trykk og høy temperatur, eksponering sjelden forbindelser som er nesten aldri finnes i naturen. Betrakt den grunnleggende oksygenforbindelse med andre kjemiske elementer: oksyder, fluorider og peroksider.

Klassifisering oksider på syre-base-egenskaper

Det finnes fire typer oksider:

• grunnleggende;
• syre;
• nøytral;
• amfotære.

En oksygen oksydasjon i disse typer av forbindelser er -2.

• Basiske oksyder - en forbindelse med metaller med lave oksidasjonstilstander. Vanligvis, når de omsettes med syrer oppnås det tilsvarende salt, og vann.
• Sure oksyder - ikke-metall-oksyder med en høy grad av oksidasjon. Ved tilsetning av vann dannes syre.
• Nøytrale oksyder - forbindelser som ikke inngår noen reaksjon med syrer eller med baser.
• Amfotere oksyder - forbindelser med metaller med lav elektro verdi. De er, avhengig av omstendighetene, oppviser egenskaper og sure og basiske oksyder.

Peroksider, graden av oksygen ved oksydasjon av hydrogenperoksid og andre forbindelser

Peroksyder kalt oksygenforbindelser med alkalimetaller. De oppnås ved forbrenning av disse metallene i oksygen. Peroksider, organiske forbindelser er ytterst eksplosiv. De kan også fremstilles ved absorpsjon av oksygen oksyder. Eksempler på peroksider:

• hydrogenperoksid (H ₂ O _2);
• bariumperoksyd (BaO _2);
• natriumperoksid (Na ₂ O _2).

Alle av dem har til felles er at de inneholder oksygen gruppe -OO-. Følgelig oksygen i oksydasjonsgraden er -1 peroksider. En av de mest kjente forbindelser -OO- gruppe er hydrogenperoksyd. Under normale forhold er denne forbindelsen en væske blek blå. I henhold til deres kjemiske egenskaper av hydrogenperoksyd er nærmere en svak syre. Siden -OO- binding i forbindelsen har dårlig stabilitet, selv ved romtemperatur, kan en løsning av hydrogenperoksid dekomponeres til vann og oksygen. Det er et kraftig oksydasjonsmiddel, men ved reaksjon med en sterk oksyderende egenskaper reduksjonsmiddel har bare hydrogenperoksyd. Graden av oksygen ved oksydasjon av hydrogenperoksyd, som i andre peroksyder er -1.

Andre typer peroksider er:

• superoksyder (superoksyder, hvor oksygen, oksidasjon -1/2);
• uorganiske ozonider (ekstremt ustabil forbindelse som i sin struktur anion ozon);
• molozonide (forbindelse som i sin struktur en binding -ooo).

Fluorider, graden av oksydasjon i oksygen of2

Fluor - den mest aktive medlem av alle kjente. Derfor, til reaksjonen mellom oksygen og fluor ikke mere er oksyder og fluorider. De er så kalt fordi denne forbindelsen er ikke oksygen, og fluor er en antioksidant. Fluor kan ikke oppnås på en naturlig måte. Deres eneste syntetisert ved å ekstrahere assosiasjon med den fluor vandig KOH. oksygen fluorider er delt inn i:

• oksygen-difluorid (OF _2);
• monofluorid oksygen (O ₂ F _2).

Betrakt i større detalj hver av forbindelsene. oksygen difluorid i sin struktur er en fargeløs gass med en sterk ubehagelig lukt. Ved avkjøling kondenseres i en gulaktig væske. Væsken dårlig blandbart med vann, men god luft, fluor og ozon. Kjemiske egenskapene til oksygen difluoride - en veldig sterk antioksidant. Graden av oksydasjon i oksygen of2 er 1, dvs. i denne forbindelse er fluor oksidant og oksygen - reduksjonsmiddel. OF ₂ er meget toksisk, enn rent fluor og nærmer seg toksisitet av fosgen. Den viktigste anvendelse av denne type av forbindelse - som oksidant for drivmiddelet, ettersom oksygen difluorid er ikke eksplosiv.

monofluorid oksygen i normal tilstand er et fast gulaktig. Ved smelting, danner en rød væske. Det er et kraftig oksidasjonsmiddel, høyeksplosiv i kontakt med organiske forbindelser. Denne forbindelse har oksygen oksidasjonstilstand er lik 2, dvs. i dette Fluor oksygen forbindelse virker som et reduksjonsmiddel, og fluor - oksidant.

Ozon og dets forbindelser

Ozon - et molekyl som har tre oksygenatomer bundet til hverandre. I normal tilstand er blå gass. Etter avkjøling væsken danner en dyp blå farge nær indigo. Det faste stoff er en krystall av mørk blå farge. Ozon har en stikkende lukt, kan det naturligvis føle seg i luften etter en alvorlig storm.

Ozon, som vanlig oksygen, er en veldig sterk antioksidant. Kjemiske egenskaper nær sterke syrer. Når de utsettes for ozon oksyder øker deres grad av oksydasjon med oksygenutvikling. Men på den samme grad av redusert oksygen oksydasjon. De ozon kjemiske bindinger ikke er så sterk som i O _2, slik _at under normale betingelser uten innsatsen kan det oppløses i oksygen med frigjøring av varmeenergi. Med økende temperatur virkning på ozonmolekylet og med synkende trykk nedbrytnings-prosessen diatomisk oksygen eksotermt akselerert. Videre, hvis en stor plass i ozon, denne prosessen kan resultere i en eksplosjon.

Da ozon er et meget sterkt oksyderende middel og nesten alle prosesser som involverer med sin store mengde av O _2, da ozon er en meget toksisk substans. Imidlertid, i den øvre atmosfæren ozonlaget spiller rollen som en reflektor av ultrafiolett sollys.

Fordi ozon ved hjelp av laboratorieinstrumenter skape organiske og uorganiske ozonider. Dette er en veldig ustabil på strukturen i saken, slik at deres skapelse i naturgitte forhold er umulig. Ozonider lagres bare ved lave temperaturer, siden ved vanlig temperatur, er de ekstremt giftige og eksplosive.

Bruken av oksygen og dets forbindelser i industri

På grunn av det faktum at en gang, har forskere lært, hvilken grad av oksidasjon fra oksygen i samspill med andre elementer, det og dets forbindelser er mye brukt i industrien. Spesielt etter midten av det tyvende århundre ble oppfunnet turboekspansjons - enheter som er i stand til å omdanne oksygen til mekanisk potensiell energi. Da oksygen - ekstremt brennbare stoffer, så det blir brukt i alle industrier hvor det er nødvendig ved bruk av brann og varme. Ved skjæring og sveising av metaller er også anvendes beholdere med oxygen under trykk for å forbedre flammesveiseanordning. Oksygen er mye brukt i stålindustrien, der med komprimert O ₂ holdes på høy temperatur masovn. Den maksimale grad av oksidasjon av oksygen er -2. Denne egenskap det brukes aktivt for fremstilling av oksyder for det formål å ytterligere forbrenning og frigjøre termisk energi. Flytende oksygen, ozon, og andre forbindelser inneholdende en stor mengde av O _{2 anvendes} som oksidanter drivmiddel. Oksidert oksygen noen organiske forbindelser som anvendes som sprengstoffer.

I den kjemiske industri, er oksygen brukes som oksidasjonsmiddel i syre-hydrokarbonforbindelser, så som alkoholer, syrer og lignende. D. Legemidlet tas ved et redusert trykk for pasienter med lungeproblemer, for å opprettholde livet til organismen. I landbruket er små doser av ren oksygen som brukes for oppdrett av fisk i dammer, for å øke andelen av storfe og lignende. D.

Oksygen - et kraftig oksidasjonsmiddel, som er avgjørende for eksistensen av

Over det var mye skrevet om hva oksygen har en oksidasjonstilstand ved inngåelse reaksjon med forskjellige forbindelser og elementer, hva slags oksygenforbindelser, det er, hva slags livstruende og som ikke er det. Man kan fortsatt uklare - som i all sin giftighet og en høy grad av oksidasjon av oksygen er en av de elementene som er avgjørende for liv på jorden? Det faktum at vår planet er en meget balansert legeme, som er tilpasset spesielt for stoffer som finnes i det atmosfæriske lag. Hun er involvert i syklusen, som er som følger: en mann, og alle andre dyr forbruker oksygen og produsere karbondioksyd, og planter i de aller fleste forbruker karbondioksid og produserer oksygen. Alt i verden henger sammen, og tapet av en kobling av kjeden kan bryte hele kjeden. Vi bør ikke glemme det og ta vare på livet på planeten som helhet, ikke bare de enkelte representanter.