Թթվածին Formula: Պարբերական աղյուսակ - թթվածին

Քիմիական տարր թթվածին պահվում է երկրորդ ժամկետը VI-րդ գլխավոր խմբի հնացած կարճ տարբերակի Պարբերական աղյուսակ. Ըստ նոր համարային չափանիշներին, այն է, 16-րդ խումբը: Համապատասխան որոշումը կայացվել է IUPAC 1988 թ.-ին: Թթվածնային որպես պարզ էությանը բանաձեւից - O _2: Հաշվի առնել իր հիմնական հատկությունները, դերը բնության եւ տնտեսության մեջ: Մենք սկսում ենք մի նկարագրությամբ ողջ խմբի պարբերական համակարգի, որը գլխավորում է թթվածնի. Տարր տարբերվում է իր congeners ունեցող chalcogen, եւ ջուրը տարբերվում է ջրածնի միացությունների ծծմբի, սելենի եւ թելուրի: Բացատրությունը բոլոր hallmarks կարելի, միայն իմանալ, կառուցվածքի եւ հատկությունների Ատոմ.

Chalcogens - առնչվող տարրեր թթվածին

Նմանատիպ հատկությունները ատոմների ձեւավորել միասնական խումբ է պարբերական համակարգում: Թթվածին, որը գլխավորում է ընտանիքում chalcogens, բայց տարբերվում է նրանցից մի շարք հատկություններով.

Ատոմային զանգվածը թթվածնի նախնին խումբ է 16-ը: .. E մ chalcogen միացություններ ձեւավորման ջրածնի եւ մետաղների ցուցադրել իրենց բնականոն օքսիդացում վիճակը -2. Օրինակ, կազմված ջրի (H ₂ O) օքսիդացում թվով թթվածնի է -2.

Կազմը բնորոշ ջրածնային chalcogen միացությունների ընդհանուր բանաձեւով: H ₂ Ռ. Լուծարումը այդ նյութերի ձեւավորվում են թթու. Միայն ջրածնի bonding թթվածնի, ջրի - ունի հատուկ հատկությունները: Ըստ արդյունքների գիտնականների, այս նյութը անսովոր է եւ շատ թույլ թթու, եւ շատ թույլ բազան.

Ծծմբի, սելենի եւ թելուրի ունեն տիպիկ դրական օքսիդացում վիճակը (+4, +6) ի միացությունների հետ թթվածնի եւ այլ ոչ մետաղներ ունեցող բարձր electronegativity (EO): Կազմը chalcogen օքսիդներ արտացոլում է ընդհանուր բանաձեւով: RO _2, RO _3: Նրանք ունեն կազմը համապատասխան acid: H ₂ RO _3, H ₂ RO _4:

Տարրերը համապատասխանում պարզ նյութերի: թթվածին, ծծումբ, սելենի, թելուրի եւ ձեռքի գործն է: Առաջին երեք անդամները ցուցադրելու մետաղական հատկություններով. Թթվածնային Formula - Մոտ _2. Allotropic փոփոխություն նույն տարրի - օզոն (O _3): Երկու տարբերակներն են գազեր: Ծծումբ եւ selenium - Պինդ ոչ մետաղներ: Տելուրիում - metalloid նյութ, խմբավար էլեկտրական հոսանքի, պոլոնիում մետաղական.

Թթվածնային - առավել առատ տարր

Ընդհանուր բովանդակությունը ատոմների տարրի Երկրի ընդերքը է մոտ 47% (ըստ կշռի): Թթվածին է հայտնաբերվել ազատ ձեւով, կամ որպես բազմաթիվ կապեր: Պարզ նյութ, որի բանաձեւը Օ _2-ի կազմի մթնոլորտի, կազմող 21% օդի (ըստ ծավալի): Մոլեկուլային թթվածին լուծարվել է ջրի, դա միջեւ հողի մասնիկների.

Մենք արդեն գիտենք, որ կա մեկ այլ տեսակ գոյության նույն քիմիական տարրի ձեւով պարզ նյութի: Այս օզոնային - գազի ձեւավորման մոտ 30 կմ հեռավորության վրա մակերեսային շերտի, հաճախ կոչվում է օզոնային էկրանին. Կարված թթվածին մտնում ջրի մոլեկուլները են բազմաթիվ ժայռերի եւ հանքային, օրգանական միացությունների.

Կառուցվածքը թթվածնային ատոմ

Պարբերական աղյուսակ պարունակում է ամբողջական տեղեկատվություն մասին թթվածնի:

1. Սերիական համարը տարր - 8.
2. միջուկային գանձում - +8:
3. Ընդհանուր թիվը էլեկտրոն - 8.
4. Էլեկտրոնային թթվածնային բանաձեւը - 1s 2s ^{2 2} 2p ^4:

Բնության մեջ, կան երեք կայուն իզոտոպներ, որոնք ունեն նույն հաջորդականությամբ համարը Պարբերական աղյուսակ, որը նույնական կազմը պրոտոններ եւ էլեկտրոններ, բայց մի շարք այլ նեյտրոնների. Իզոտոպները մատնանշում են նույն խորհրդանիշ - O. Համեմատության համար նշենք աղյուսակում ցույց կազմը երեք թթվածնի իզոտոպների:

Հատկությունները թթվածնի - քիմիական տարր

Վրա 2P sublevel ատոմի ունի երկու unpaired էլեկտրոններ, որը բացատրում է, տեսքը օքսիդացում -2 եւ +2. Երկու զուգտակված էլեկտրոնները չեն կարող անջատել, որպեսզի աստիճանը օքսիդացման աճել է չորս, ինչպես ծծմբի եւ այլ chalcogenides: Պատճառը բացակայությունն ազատ տարր. Հետեւաբար, միացություններ քիմիական տարրի չի ցուցադրել թթվածնի Վալանսում, եւ օքսիդացում պետական հավասար խմբի համարը կարճ տարբերակի պարբերական համակարգի (6). Միջին օքսիդացում թիվն է -2 նրա համար.

Միայն Ֆտոր միացություններ ցուցադրում թթվածնի բնորոշ դրական օքսիդացում վիճակը +2 նրա համար: EO արժեքը երկու տարբեր ուժեղ մետաղների `EA (D) = 3,5; EE (F) = 4. Որպես ավելի electronegative տարր, fluoro ավելի ուժեղ պահպանում է իր ՎԱԼԱՆՍԻ էլեկտրոնները եւ ձգում մասնիկներ է արտաքին էներգետիկ մակարդակի վրա թթվածնի ատոմի: Հետեւաբար, ռեակցիայի հետ ֆտորի դա թթվածին նվազեցնել գործակալ կորցնում էլեկտրոնները:

Թթվածնային - մի պարզ նյութ

Դ Անգլերեն հետազոտող Պրիստլիի 1774-ի ընթացքում փորձերի բացահայտված գազ է տարրալուծման սնդիկի օքսիդի: Երկու տարի առաջ, այդ նույն նյութ իր մաքուր տեսքով էր Կ. Scheele: Միայն մի քանի տարի անց, ֆրանսիացի քիմիկոս Անտուան Lavoisier գտել է, որ գազի մի մասն է օդում, եւ ուսումնասիրվել հատկությունները: Քիմիական թթվածնային բանաձեւը - O _2. Արտացոլում են նկարահանող կազմը նրանից էլեկտրոնների ձեւավորմանը մասնակից է ոչ-բեւեռային covalent պարտատոմսի - O O ::. Փոխարինել յուրաքանչյուր bonding Էլեկտրոնային զույգ, մեկ տողով: O = Օ. Այդպիսի թթվածնային բանաձեւը հստակ ցույց է տալիս, որ ատոմների մոլեկուլ, որոնք կապված են երկու տարածված էլեկտրոնային զույգ.

Կատարել պարզ հաշվարկներ եւ որոշել, թե ինչ հարաբերական մոլեկուլյար զանգվածը թթվածնի: MR (O ₂₎ = Ar (O) x 2 = 16 x 2 = 32. Համեմատության համար նշենք, պրն (օդային) = 29 Oxygen քիմիական բանաձեւով տարբերվում է օզոնային մեկ թթվածին ատոմ. Հետեւաբար, Պրն (O ₃₎ = Ar (O) x 3 = 48. Օզոնային թթվածնի 1,5 անգամ ծանր:

ֆիզիկական հատկությունները

Թթվածնային - գազի առանց գույնի, համի ու հոտի (ժամը ստանդարտ ջերմաստիճանի եւ ճնշման հավասար է մթնոլորտային ճնշման): Նյութը մի փոքր ավելի ծանր է, քան օդում: լուծելի են ջրի, բայց փոքր քանակությամբ: Հալման կետը թթվածին է բացասական է եւ -218,3 ° C. Բանն այն է, որը հեղուկ թթվածնի փոխակերպվել ետ մեջ գազի - իր եռում ջերմաստիճանը: Համար O ₂ մոլեկուլները արժեքի այս ֆիզիկական քանակի հասնում -182,96 ° C. The հեղուկ եւ պինդ թթվածնի դառնում է թեթեւ, կապույտ գույնի.

Getting թթվածին է լաբորատորիայում

Երբ ջեռուցվում, թթվածին պարունակող նյութեր, ինչպիսիք են կալիումի permanganate, որը հատկացվել է անգույն գազ է, որը կարող է հավաքվում է տափաշիշ կամ խողովակի. Եթե դուք կատարել է մաքուր թթվածնի ջահը վառեց, ապա դա ավելի Burns վառ, քան օդում: Երկու այլ լաբորատոր մեթոդ արտադրող թթվածնի տարրալուծման hydrogen մասին պերօքսիդ եւ կալիումի chlorate (կալիում chlorate): Հաշվի առնել տպատախտակները սարքը, որն օգտագործվում է ջերմային քայքայման:

Մի փորձանոթ կամ կլոր-bottomed տափաշիշ անհրաժեշտ է լցնել մի քիչ կալիում chlorate, փակել կալան հետ գազի վարդակից խողովակի. Դրա հակառակը վերջը պետք է ուղարկվի (ստորջրյա) inverted անկարգ ներքեւ տափաշիշ. Պարանոցի պետք է բաց թողնվել է մի բաժակ կամ ձուլել լցված ջրով: Երբ ջեռուցվում թթվածին արձակվում է խողովակի chlorate աղ. Քանի որ այն մտնում է գոլորշու խողովակի մեջ տափաշիշ, displacing ջուր դրանից: Երբ էլեկտրական լամպ է լցված գազով, նրա փակ ստորջրյա stoppered եւ inverted. Ձեռք բերված այս լաբորատոր փորձարկմամբ, թթվածին կարող է օգտագործվել, որպեսզի ուսումնասիրեն քիմիական հատկությունները պարզ նյութի:

վառում

Եթե լաբորատորիան իրականացնում է այրման նյութերի թթվածնի, դա անհրաժեշտ է իմանալ, եւ համապատասխանի հրդեհային կանոնակարգերի: Ջրածինը այրում ակնթարթորեն է օդում, խառնած թթվածնի մի հարաբերակցության 2: 1, դա պայթուցիկ. նյութեր այրում է մաքուր թթվածին է շատ ավելի ինտենսիվ է, քան օդում: Սա բացատրվում է երեւույթի օդի բաղադրության: Թթվածին է մթնոլորտում քիչ ավելի քան 1.5 մասերի (21%): Այրման մի ռեակցիա նյութեր թթվածնով, եւ արդյունքում տարբեր ապրանքների, հիմնականում օքսիդների մետաղների եւ մետաղների. Oxidising խառնուրդ O _{2-դյուրավառ} նյութերի, ի լրումն, դրանց արդյունքում միացություններ կարող են լինել թունավոր:

Այրման պայմանական մոմ (կամ խաղերը) ուղեկցությամբ ձեւավորման ածխածնի երկօքսիդի. Հետեւյալը փորձ կարող է լինել իրականացվում է տանը: Եթե նյութ այրել տակ ապակե բանկա կամ մի մեծ բաժակ, այրում կդադարեցնի եւս մեկ բոլոր թթվածնի սպառվում: Ազոտ չի աջակցում շնչում եւ այրման. Ածխածնի երկօքսիդը օքսիդացում արտադրանքը այլեւս արձագանքում է թթվածնի. Թափանցիկ limewater կարող է բացահայտել ներկայությունը ածխածնի երկօքսիդի վրա այրվում մոմ: Եթե այրման արտադրանք է անցնել կալցիումի հիդրօքսիդ, որ լուծումը դառնում է ամպամած. Քիմիական ռեակցիա է տեղի ունենում միջեւ կրաքարի ջրի եւ ածխածնի երկօքսիդի, ձեռք բերել չլուծվող կալցիումի կարբոնատ:

Պատրաստում թթվածնի արդյունաբերական մասշտաբներով

Ամենաէժանը գործընթաց է, որը մոլեկուլները ձեռք բերել անվճար օդի O _2, այլ ոչ թե հետ կապված իրականացնելու քիմիական ռեակցիաներ: Արդյունաբերության, օրինակ, Steel Mills, օդը ցածր ջերմաստիճանի եւ բարձր ճնշման հեղուկ. Նման խոշոր մթնոլորտային բաղադրիչներ, ինչպիսիք են թթվածնի եւ ազոտի, եռացնել տարբեր ջերմաստիճանների. Առանձնացնել օդային խառնուրդ աստիճանաբար ջերմացումը շրջապատող ջերմաստիճանի: Նախ, ազոտի մոլեկուլները առանձնանում են, եւ ապա թթվածին: Եղանակը բաժանման հիման վրա տարբեր ֆիզիկական հատկությունների պարզ նյութերի. Formula պարզ նյութ թթվածնի նույնն է, ինչպես դա եղել է մինչեւ սառեցման եւ հեղուկացման օդի, - O _2:

Որպես հետեւանք, ոմանք էլեկտրոլիզի ռեակցիաների էլ, թթվածնի, հավաքագրվում է ավելի համապատասխան էլեկտրոդների: Գազի կարիքները արդյունաբերական, շինարարական ընկերությունների մեծ ծավալների: Թթվածնի պահանջարկը անընդհատ աճում է, հատկապես դա պահանջում է քիմիական արդյունաբերության ոլորտում: Պահվում արտադրանքը գազի արդյունաբերական եւ բժշկական նշանակության պողպատից բալոններ, հագեցած է նշում. An թթվածնային բաք վիտրաժներ կապույտ կամ կապույտ գույնի է տարբերակել այն մյուս հեղուկ գազի ազոտի, մեթան, ամոնիակ:

Քիմիական հաշվարկները հիմնված է ձեւակերպումներ, եւ հավասարումների ռեակցիաների, որոնք ներառում O ₂ մոլեկուլները

Թվային արժեքը molar զանգվածի թթվածնի համընկնում է այլ քանակով `հարաբերական մոլեկուլյար զանգվածը: Միայն առաջին դեպքում, կան միավորներ: Համառոտ բանաձեւը թթվածնային նյութ եւ նրա մոլեկուլային քաշը պետք է լինի գրավոր, քանի որ, M (O ₂₎ = 32 գ / մոլ: Under նորմալ պայմաններում խլուրդ ցանկացած գազի ծավալի համապատասխանում է 22.4 լիտր: Հետեւաբար, 1 MOL Օ ₂ - 22.4 լիտր նյութ 2 խլուրդներ O ₂ - 44,8 լիտր. Ըստ հավասարման ռեակցիայի միջեւ ջրածնի եւ թթվածնի կարող է տեսնել, որ արձագանքել է 2 moles ջրածինը եւ մեկ խալ է թթվածնի:

Եթե պիեսը արձագանքի 1 մոլ ջրածնի, թթվածնի չափով 0.5 մոլ • 22.4 լ / մոլ = 11.2 լիտր:

Դերը O ₂ մոլեկուլները բնության եւ մարդկային կյանքի

Թթվածնի սպառում են կենդանի օրգանիզմների Երկրի վրա, եւ ներգրավված է շրջանառության նյութերի ավելի քան 3 միլիարդ տարի. Սա է հիմնական նյութ է շնչառության եւ նյութափոխանակության, այն կարող է կազմալուծվել nutrients մոլեկուլները սինթեզված մարմնի կողմից անհրաժեշտ էներգիան: Թթվածին անընդհատ սպառվում է աշխարհում, սակայն դրա պաշարները համալրվել միջոցով photosynthesis. Ռուս գիտնական Կ. Տիմիրյազեւի հավատացել են, որ շնորհիվ այդ գործընթացին կա դեռեւս կյանքը մեր մոլորակի.

Մեծ է դերը թթվածնի բնության եւ տնտեսության:

• կլանել ընթացքում շնչառության կենդանի օրգանիզմների.
• ներգրավված է ռեակցիաների ֆոտոսինթեզը բույսերի.
• մասն է օրգանական մոլեկուլ.
• քայքայումից գործընթացները, խմորում, rusting տեղի են ունենում, որին մասնակցում թթվածնի ծառայում է որպես oxidant.
• օգտագործվում է սինթեզի օրգանական արտադրանքի.

Հեղուկ թթվածնային բալոններ օգտագործվում են կտրում եւ եռակցման մետաղներ բարձր ջերմաստիճանների. Այս գործընթացները իրականացվում են նաեւ մեքենաշինական գործարանների, տրանսպորտային եւ շինարարական ընկերությունների հետ: Աշխատանքի համար ջրի տակ, ստորգետնյա, բարձր բարձրության վրա մի վակուումը մարդիկ են նաեւ պետք է O ₂ մոլեկուլ: Թթվածնային տանկերը օգտագործվում են բժշկության հարստացնել կազմը օդում inhaled են մարդիկ, ովքեր հիվանդ են: Գազի բժշկական նպատակներով, բնութագրվում է գրեթե լիակատար բացակայության տեխնիկական impurities, բույրով:

Թթվածնային - կատարյալ oxidizer

Հայտնի թթվածին բարդ բոլոր քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում, բացառությամբ առաջին ներկայացուցիչների ընտանիքում հազվադեպ գազեր: Շատ նյութեր ուղղակիորեն արձագանքել թթվածնի ատոմների, չհաշված հալոգեններից, ոսկու եւ պլատինի: Մեծ կարեւորություն են, որ այդ երեւույթները, որոնք ներառում թթվածին, որոնք ուղեկցվում են ազատ արձակել լույսի եւ ջերմության: Նման գործընթացները լայնորեն օգտագործվում է տանը եւ արդյունաբերության. Մետաղական հանքաքարերի արձագանքում թթվածնով կոչվում կրակում. Pre-վերգետնյա հանքաքար, որը խառնվում թթվածնային-հարստացել օդ. Բարձր ջերմաստիճանների վերականգնման մետաղների սուլֆիդ պարզ նյութերի. Այսպիսով, ձեռք բերված երկաթ եւ որոշ գունավոր մետաղներ. Ներկայությունը մաքուր թթվածին խթանող տոկոսադրույքը արտադրական գործընթացների տարբեր ճյուղերի քիմիայի, տեխնիկայի եւ մետալուրգիայի:

Հայտնվելը էժան մեթոդի համար արտադրելու է թթվածին է օդում բաժանման մեջ դրա բաղադրիչների ցածր ջերմաստիճանի, ունի խթանել զարգացումը շատ ոլորտներում արդյունաբերական արտադրության: Քիմիկոսներ հավատում են մոլեկուլ O ₂ եւ o ատոմների իդեալական oxidizing գործակալները. Սրանք բնական նյութերը, որ նրանք մշտապես նորացվել է բնության, չեն աղտոտել շրջակա միջավայրը: Բացի այդ, քիմիական ռեակցիաներ ներգրավելով թթվածին հաճախ ավարտվում է սինթեզի եւս մեկ բնական եւ անվտանգ արտադրանքի - ջուր. Դերը O _{2-հեռացմանը} թունավոր արդյունաբերական կեղտաջրերի մաքրման impurities. Բացի այդ թթվածնային համար օգտագործվում է ախտահանման իր allotropic փոփոխություններով `օզոնային. Այս պարզ նյութ ունի բարձր oxidizing գործունեության մասին. Երբ ջուրը ozonization քայքայվել աղտոտիչները. Օզոնային վնասակար ազդեցություն ախտածին միկրոֆլորայի: