Što je stupanj oksidacije kisika? Valencija kisika i stupanj oksidacije

Svi dišemo zrak koji je uglavnom molekule dušika i kisika s manjim dodatkom drugih elemenata. Dakle, kisik je jedan od najvažnijih kemijskih elemenata. Nadalje, njegove molekule postoje u veliku raznolikost kemijskih spojeva koji se koriste u svakodnevnom životu. Opisati sva svojstva tog elementa nije dovoljno i sto stranica, tako da smo ograničiti osnovne činjenice priče, kao i osnovne karakteristike elemenata - valenciju i stupanj oksidacije kisika, udio primjenjujući osnovne fizikalna svojstva.

Povijest otkrića kemijskog elementa

Službeni datum otkrića kemijskog elementa „kisika” je 1. kolovoz 1774. Istog dana, britanski kemičar John. Priestley zaključio svoj pokus na razgradnju živinog oksida koji je u zatvorenoj posudi. Znanstvenik dobio plin koji podržava izgaranje Po završetku eksperimenta. Međutim, ovo otkriće je otišao nezapažen ni od strane znanstvenika. G. Priestley mislio da on nije došao izdvojiti novi element i sastavni dio zraka. Dzhozef Pristli njihovi rezultati dijeli s poznatog francuskog znanstvenika i kemičar Antuanom Lavuaze, koji je bio u stanju razumjeti ono što nije uspio napraviti jedan Englez. U 1775., Lavoisier je bio u stanju uspostaviti da je „sastavni dio zraka” zapravo je neovisna kemijski element i nazvali ga kisik, koji je u prijevodu s grčkog znači „stvaraju kiselinu”. Lavoisier tada vjerovali da je kisik prisutan u svim kiselinama. Zatim se kiseline formule izvedene su da ne sadrže atome kisika, a naziv zaglavi.

Kisik - posebice molekularna struktura

Aktivan kemijski element je bezbojan plin, bez mirisa i okusa. Kemijska formula - O _2. Kemičari zovu obični diatomski kisik ili „atmosferski kisik” ili „dikisika”. Molekula tvar se sastoji od dva povezana atoma kisika. Također postoji molekula koja se sastoji od tri atoma - _O3. Ova tvar se zove ozon, više informacija o tome će biti napisan u nastavku. Molekula s dva atoma kisika ima stupanj oksidacije -2, budući da je u stanju formirati dvije nesparenih elektrona kovalentnu vezu. Energija koja se oslobađa tijekom atomima raspadanje (disocijacije) kisika u molekuli jednak 493.57 kJ / mol. To je prilično velika razlika.

Valencija kisika i stupanj oksidacije

Pod valence kemijskog elementa imaju u vidu svoju sposobnost da preuzmu određeni broj atoma drugih kemijskih elemenata. Valencija kisika je dva. Valencija molekule kisika i dva jednaka, jer su dva atoma međusobno povezani i imaju sposobnost da se vežu na svoje strukture još jedan atom drugog spoja, tj formiranje kovalentne veze s njom. Na primjer, molekula vode _H2O rezultiralo stvaranjem kovalentnih veza između jednog atoma kisika i dva atoma vodika.

Kisik je pronađen u mnogim poznatim kemijskim spojevima. Postoji i posebna vrsta kemijskih spojeva - oksidi. Ta tvar dobiti kombiniranjem gotovo svaki kemijski element s kisikom. Stupanj oksidacije kisika u oksida jednaka -2. Međutim, u nekim spojevima ta brojka može biti različit. Više o tome što će biti opisano u nastavku.

Fizikalna svojstva kisika

Normalno diatomski kisik je plin koji je bez boje, mirisa i okusa. U normalnom stanju, njegova gustoća - 1,42897 kg / ^m3. Masa 1 litra tvar je nešto manje od 1,5 grama, tj čisti kisik je teži od zraka. Kada zagrijavana je molekula je disociran na atome.

Kada je srednja temperatura spusti do -189.2 ^C. kisik se na promjene u strukturi s plinoviti u tekućinu. Tako postoji kuhati. Kada je temperatura smanjuje na -218.35 ^{° C} nije se promjena strukture s tekućim kristalima. Na temperaturnom kisika u obliku plavkastih kristala.

Na sobnoj temperaturi, kisik slabo topiva u vodi, - na svojoj jednoj litri 31 mililitra kisika. Topljivost s drugim tvarima: 220 ml po 1 L etanola, 231 ml tijekom 1 litrom acetona.

Kemijska svojstva kisika

O kemijskim svojstvima kisika može napisati Talmud. Najvažnije svojstvo kisika - to je oksidacija. Ovaj materijal je vrlo jak oksidans. Kisik može reagirati s gotovo svim poznatim elementima periodnog sustava elemenata. Kao rezultat te interakcije nastaju oksidi, kao što je ranije objašnjeno. Oksidacija kisika u spojevima s drugim elementima suštinski jednake 2. Primjer takvih spojeva je vodom _(H2O), ugljičnog dioksida _(CO2), kalcijevog oksida, litij oksida, i dr. Međutim, postoji određena kategorija oksida, pod nazivom peroksida ili peroksida. Njihova specifičnost je da postoji peroksid skupina „-O-O-”, u tim spojevima. Ova skupina smanjuje oksidacijske svojstva _O2, tako da stupanj oksidacije u kisika peroksida -1.

U vezi s alkalijskih metala aktivnih oblika superoxides kisika ili superoksida. Primjeri takvih struktura su:

• kalij superoksid (KO _2);
• rubidij superoksid (RbO _2).

Njihova specifičnost je da stupanj oksidacije kisika u superoksida je -1/2.

U kombinaciji s najaktivnijim kemijski element - fluor, dobiven fluoridi. Na njima će se raspravljati u nastavku.

Veći stupanj oksidacije u spojevima kisika

Ovisno o tome što tvar reagira s kisikom, kisik ima sedam stupnjeva oksidacije:

1. 2 - u oksida i organskih spojeva.
2. -1 - u peroksida.
3. -1/2 - u superoksida.
4. -1/3 - u anorganske ozonida (pravog troatoman kisik - ozon).
5. +1/2 - u soli kationa kisika.
6. 1 - u monofluoridom kisika.
7. 2 - u difluorid kisika.

Kao što se može vidjeti, to je veći stupanj oksidacije kisika ostvaren u oksida i organskih spojeva, a to je i fluoridi pozitivnu moć. Nisu svi tipovi interakcija može se provesti na prirodan način. Za formiranje određenih spojeva zahtijeva posebne uvjete, kao što su visoki tlak, visoka temperatura, izlaganje rijetki spojevi koji se gotovo nikada ne nalaze u prirodi. Obzir osnovnu spoj kisika s drugim kemijskim elemenata: oksida, fluoride i peroksida.

Klasifikacija oksida na kiselina-baznih svojstava

Postoje četiri vrste oksida:

• osnovna;
• kiselina;
• neutralni;
• amfoterni.

Oksidacija kisik ove vrste spojeva -2.

• Osnovni oksidi - spoj s metalima koji ima nizak oksidacijsko stanje. Tipično, kada reagira s kiselinama dobiveni su odgovarajući soli i vode.
• Kiseli oksidi - nemetalni oksidi s visokim stupnjem oksidacije. Dodatno tome vode nastaje kiseline.
• Neutralni oksidi - spojevi koji ne ulazi u bilo reakcijom s kiselinama ili bazama.
• Amfoterna oksidi - spojevi metala koji imaju nisku vrijednost elektronegativnosti. Oni su, ovisno o okolnostima, pokazuju svojstva i kiselih i bazičnih oksida.

Peroksidi, stupanj kisika u oksidacije vodikovim peroksidom i drugim spojevima

Peroksidi zove kisik spojeva s alkalijskim metalima. Oni su dobiveni izgaranjem tih metala u kisiku. Peroksidi organski spojevi su izrazito eksplozivni. Oni se također mogu pripraviti apsorpcijom oksida kisika. Primjeri peroksida:

• vodikovog peroksida _{(H2O 2);}
• barij peroksida (BaO _2);
• natrijev peroksid _{(Na2O 2).}

Svi oni imaju zajedničko je da oni sadrže grupe kisika -OO-. Prema tome, kisik u stupnju oksidacije je -1 peroksida. Jedan od poznatih spojeva -OO- skupine vodikov peroksid. U normalnim uvjetima, to spoj je tekućina blijedo plava. Prema njihovim kemijskim svojstvima vodikovog peroksida bliže slabom kiselinom. Budući -OO- veza u spoju ima slabu stabilnost, čak i na sobnoj temperaturi, dodana je otopina vodik peroksida može se razložiti na vodu i kisik. To je snažan oksidirajuće sredstvo, međutim, reakcijom sa snažnim oksidirajućim svojstava redukcijskog ima samo vodikov peroksid. Stupanj kisika za oksidaciju vodikov peroksid, peroksidi kao i na drugim je 1.

Ostale vrste peroksida su:

• superoxides (superoxides, u kojima je kisik ima oksidaciju -1/2);
• anorganske ozonida (vrlo nestabilan spoj koji u svojoj strukturi aniona ozon);
• molozonide (spoj ima u svojoj strukturi veza -OOO-).

Fluoridi, stupanj oksidacije u OF2 kisika

Fluor - najaktivniji član sve do sada poznate. Stoga, reakcija između kisika i fluor se ne oksidi, i fluoridi. Oni su tako nazvana jer ovaj spoj nije kisika i fluora je oksidans. Fluor se ne može dobiti na prirodan način. Njihove samo sintetizirati ekstrakcijom povezanost s fluorom vodenom KOH. fluoridi kisik se dijele na:

• difluorid kisik (O _2);
• monofluoridom kisik _(O2 F _2).

Razmotriti detaljnije svakog spoja. difluorid kisik u strukturi bezbojni plin s jakim neugodnog mirisa. Nakon hlađenja kondenziran u žućkastu tekućinu. Tekućina slabo miješa s vodom, ali dobar zrak, fluor i ozon. Kemijska svojstva difluoridom kisika - vrlo jak oksidans. Stupanj oksidacije u OF2 kisika 1, to jest, u ovom spoju je fluor oksidans kisik i - redukcijsko sredstvo. OF ₂ vrlo toksični, nego čisti fluorom i pristupi toksičnost fosgena. Glavni korištenje ove vrste spoja - kao oksidans za pogonski plin, jer difluoridom kisika nije eksplozivan.

monofluoridom kisik u normalnom stanju je krutina žućkasto. Nakon taljenja, tvori crvena tekućina. To je snažan oksidirajuće sredstvo, visoko eksplozivne u kontakt s organskim spojevima. To oksidacijsko stanje spoja pokazuje jednako kisik +2, to jest, u ovom fluorid je spoj kisika djeluje kao sredstva za redukciju, i fluor - oksidans.

Ozon i njegovi spojevi

Ozon - molekula koja ima tri atoma kisika međusobno vezana. U normalnom stanju je plava plin. Nakon hlađenja, tekući oblici duboko plave boje blizu indiga. Čvrsta je kristalno tamno plave boje. Ozon ima opor miris, to, naravno, može osjetiti u zraku nakon velike oluje.

Ozon, kao i obično kisika, je vrlo jak oksidant. Kemijska svojstva blizini jakih kiselina. Kada je izložen ozon oksida povećava stupanj oksidacije s evolucijom kisika. No, u isto stupnja spuštenim oksidacije kisika. Ozonski kemijske veze nisu tako jaki kao u _O2, tako _da pod normalnim uvjetima bez napora može otopiti u kisik s izdavanjem toplinske energije. S povećanjem temperature učinka na ozonski molekule i smanjuje propadanje postupak tlak kisika dvoatomski egzotermno ubrzano. Osim toga, ako je veliki prostor u ozonu, ovaj proces može dovesti do eksplozije.

S obzirom da je ozon vrlo jak oksidans i gotovo svi postupci koji svojom velikom količinom O _2, tada je ozon je vrlo otrovna tvar. Međutim, u gornjoj atmosferi ozonski omotač igra ulogu reflektor ultravioletnog sunčevog svjetla.

Budući da ozon pomoću laboratorijski instrumenti stvaraju organske i anorganske ozonida. To je vrlo nestabilan o strukturi materije, tako da njihovo stvaranje u prirodnim uvjetima je nemoguće. Ozonida su pohranjeni samo na niskim temperaturama, jer na običnoj temperaturi, oni su izuzetno toksični i eksplozivni.

Upotreba kisika i njegovi spojevi u industriji

S obzirom na činjenicu da je u jednom trenutku, znanstvenici su naučili, što stupanj oksidacije s kisikom u interakciji s drugim elementima, on i njegovi spojevi su naširoko koristi u industriji. Pogotovo nakon što je sredinom dvadesetog stoljeća su izmislili turbo ekspanderi - jedinica sposobnih za pretvaranje kisika u mehaničku potencijalnu energiju. Od kisika - izuzetno zapaljiv tvari, tada se koristi u svim industrijama gdje je potrebno upotreba vatre i topline. Rezanje i zavarivanje metala koriste se boce s kisikom pod pritiskom kako bi se poboljšala plamenu uređaja za zavarivanje. Kisik ima široku primjenu u industriji čelika, gdje je komprimirani O ₂ se održava na visokoj temperaturi visokoj peći. Maksimalni stupanj oksidacije kisika -2. Toga karakteristika aktivno koristi za proizvodnju oksida u svrhu daljnje izgaranje i oslobađanje toplinske energije. Tekući kisik, ozon i drugih spojeva koji sadrže veliku količinu _{O2 upotrebljava} oksidativa potisnog plina. Oksidira kisik neki organski spojevi se koriste kao eksploziva.

U kemijskoj industriji, kisika koristi kao sredstvo za oksidaciju u kiselinu ugljikovodičnih spojeva, kao što su alkoholi, kiseline i sl. D. lijek koristi pri sniženom tlaku za pacijente s problemima pluća, za održavanje života organizma. U poljoprivredi, male doze čistog kisika koristi se za uzgoj ribe u ribnjacima, za povećanje udjela stoke i slično. D.

Kisik - snažan oksidans, što je neophodno za postojanje

Iznad njega je puno pisano o tome što kisik ima oksidacijsko stanje prilikom ulaska u reakciju s raznim spojevima i elemenata, koje su sve vrste kisikovih spojeva, tu su, koje vrste opasne po život, a koji nisu. Netko može ostati nejasno - kako je u svim svojim toksičnost i visoku razinu oksidacije kisika je jedan od elemenata koji su neophodni za život na Zemlji? Činjenica da je naš planet je vrlo uravnotežen tijelo, koji je prilagođen posebno za tvari u atmosferskom sloju. Ona je uključen u ciklusu, koji je kako slijedi: čovjek i sve ostale životinje troše kisik i proizvodi ugljični dioksid, a biljke u velikoj većini troše ugljični dioksid i stvaraju kisik. Sve na svijetu povezano, a gubitak jednog linka lanac može puknuti cijeli lanac. Ne treba zaboraviti o tome i brinuti o životu na planetu kao cjelinu, a ne samo pojedinih njegovih predstavnika.