Hvad er graden af oxidation af ilt? Valensen af oxygen og graden af oxidation

Alle vi indånder luft, der er for det meste nitrogen og oxygen molekyler med mindre tilføjelse af andre elementer. Således, oxygen er en af de vigtigste grundstoffer. Endvidere dens molekyler der er i et stort udvalg af kemiske forbindelser, der anvendes i dagligdagen. At beskrive alle de egenskaber dette element er ikke nok, og et hundrede sider, så vi begrænser de grundlæggende oplysninger om de historier, samt grundlæggende element karakteristika - valensen af ilt og graden af oxidation, vægten, brug af de grundlæggende fysiske egenskaber.

Historie af opdagelsen af et grundstof

Den officielle dato for opdagelsen af det kemiske grundstof "ilt" er den 1. august 1774. Samme dag, den britiske kemiker John. Priestley sluttede sin eksperiment på nedbrydningen af kviksølv oxid, som er i en lukket beholder. forsker fik gas, som understøtter forbrænding ved afslutning af forsøget. Men denne opdagelse gik ubemærket selv af forskerne. Hr Priestley troede, at han kom ikke til at tildele et nyt element og en integreret del af luften. Dzhozef Pristli deres resultater delt med den berømte franske videnskabsmand og kemiker Antuanom Lavuaze, der var i stand til at forstå, hvad der har undladt at gøre en englænder. I 1775, Lavoisier kunnet konstatere, at der var "en integreret del af luften" faktisk er en uafhængig grundstof og navngivet det oxygen, som translateres fra græsk betyder "syredannende". Lavoisier derefter troede, at oxygen er til stede i alle syrer. Efterfølgende blev syrerne med formel afledt der ikke indeholder oxygenatomer, men navnet fast.

Oxygen - især molekylstruktur

Aktive grundstof er en farveløs gas uden lugt og smag. Kemisk formel - _O2. Kemikere kalder almindelig diatomiske ilt eller "atmosfærisk ilt" eller "dioxygen." Molekyle stof består af to forbundne oxygenatomer. Der er også et molekyle bestående af tre atomer - O _3. Dette stof kaldes ozon, flere detaljer om det vil blive skrevet under. Et molekyle med to atomer af oxygen har en grad af oxidation -2, da det er stand til at danne to uparret elektron kovalent binding. Den energi, der frigives under nedbrydning (dissociation) oxygenatomer i molekylet er lig med 493,57 kJ / mol. Det er en temmelig stor forskel.

Valensen af oxygen og graden af oxidation

Under valens af et grundstof har i tankerne sin evne til at overtage et bestemt antal atomer af andre grundstoffer. Valensen af oxygen er to. Valensen af oxygenmolekyle også lig med to, idet de to atomer forbundet med hinanden og har evnen til at knytte til sin struktur, selv ét atom af en anden forbindelse, det vil sige at danne en kovalent binding med den. For eksempel et molekyle vand _H2O resulterer i dannelse af kovalente bindinger mellem ét oxygenatom og to hydrogenatomer.

Oxygen findes i mange af de kendte kemiske forbindelser. Der er endda en særskilt type af kemiske forbindelser - oxider. Dette stof opnås ved at kombinere praktisk talt ethvert grundstof med oxygen. Graden af oxidering af oxygenet i oxiderne er lig med -2. Men i nogle forbindelser dette tal kan være anderledes. Mere om det vil blive beskrevet nedenfor.

Fysiske egenskaber af oxygen

Normal diatomiske oxygen er en gas, som ikke har nogen farve, lugt og smag. I den normale tilstand, dets densitet - 1,42897 kg / ^m3. Vægt 1 liter stof er lidt mindre end 1,5 g, det vil sige rent oxygen er tungere end luft. Ved opvarmning, er molekylet dissocieret i atomer.

Når mediet Temperaturen sænkes til -189,2 ^C. ilt det ændrer sin struktur fra den gasformige til væsken. Der er således en byld. Når temperaturen falder til -218.35 ^{° C} er der en ændring i strukturen med de flydende krystaller. Ved denne temperatur ilt er i form af blålige krystaller.

Ved stuetemperatur, oxygen er tungtopløseligt i vand - på sin ene liter i 31 milliliter af ilt. Opløselighed med andre stoffer: 220 ml til 1 liter ethanol, 231 ml for 1 liter acetone.

Kemiske egenskaber af oxygen

Om de kemiske egenskaber af ilt kan skrive en Talmud. Den vigtigste egenskab af ilt - det er oxidation. Dette materiale er meget stærk oxidant. Oxygen kan reagere med næsten alle de kendte elementer i det periodiske system. Som et resultat af denne interaktion dannes oxider, som diskuteret tidligere. En oxygen-oxidation i forbindelser med andre elementer er i det væsentlige lig 2. Et eksempel på sådanne forbindelser er vand _(H2O), kuldioxid (CO _2), calciumoxid, lithiumoxid, og andre. Der er imidlertid en bestemt kategori af oxider, kaldet peroxider eller peroxider. Deres ejendommelighed er, at der er et peroxid gruppe "-O-O-" i disse forbindelser. Denne gruppe reducerer oxidative egenskaber af _O2, således at graden af oxidation i oxygen peroxid er -1.

I forbindelse med de alkalimetal- aktivt oxygen danner superoxider eller superoxid. Eksempler på sådanne strukturer er:

• kaliumsuperoxid (KO _2);
• rubidium superoxid (RBO _2).

Deres ejendommelighed er, at graden af oxidation af oxygen i superoxid er -1/2.

Sammenholdt med den mest aktive grundstof - fluor, opnået fluorider. På dem vil blive diskuteret nedenfor.

Højere grad af oxidation i oxygenforbindelser

Afhængigt af hvad stof omsættes med ilt, ilt har syv grader af oxidation:

1. -2 - i oxider og organiske forbindelser.
2. -1 - i peroxider.
3. -1/2 - i superoxid.
4. -1/3 - i uorganisk ozonid (sand triatomic oxygen - ozon).
5. +1/2 - i saltene af ilt kation.
6. 1 - i monofluoride oxygen.
7. 2 - i oxygen difluorid.

Som det kan ses, at jo højere grad af oxidation af oxygen nået i oxider og organiske forbindelser, og fluorider det har endda positiv styrke. Ikke alle typer af interaktioner kan udføres på en naturlig måde. Til dannelsen af visse forbindelser kræver særlige betingelser, såsom højt tryk og høj temperatur, eksponering sjældne forbindelser, som næsten aldrig findes i naturen. Overveje oxygenovn forbindelse med andre kemiske elementer: oxider, fluorider og peroxider.

Klassifikation oxider på syre-base egenskaber

Der er fire typer af oxider:

• grundlæggende;
• acid;
• neutral;
• amfotere.

En oxygen-oxidation i disse typer af forbindelser er -2.

• Basiske oxider - en forbindelse med metaller med lave oxidationstrin. Typisk, når omsat med syrer opnås det tilsvarende salt, og vand.
• Sure oxider - ikke-metallisk oxider med en høj grad af oxidation. I tilsætning af vand dannede syre.
• Neutrale oxider - forbindelser, der ikke er genstand for nogen reaktion med syrer eller med baser.
• Amfotere oxider - forbindelser med metaller med lav elektronegativitet værdi. De er, afhængigt af omstændighederne, udviser egenskaber og sure og basiske oxider.

Peroxider, graden af oxygen i oxidationen af hydrogenperoxid og andre forbindelser

Peroxider kaldet oxygenforbindelser med alkalimetaller. De er fremstillet ved forbrænding af disse metaller i oxygen. Peroxider organiske forbindelser ekstremt eksplosive. De kan også fremstilles ved absorption af oxygen oxider. Eksempler på peroxider:

• hydrogenperoxid _{(H2O 2);}
• bariumperoxid (BaO _2);
• natriumperoxid _{(Na2O 2).}

Alle af dem har til fælles er, at de indeholder ilt gruppe -OO. Følgelig oxygen i oxidationsgrad er -1 peroxider. En af de mest kendte forbindelser -OO- gruppe er hydrogenperoxid. Under normale forhold er denne forbindelse en væske lyseblåt. Ifølge deres kemiske egenskaber af hydrogenperoxid er tættere på en svag syre. Siden -OO- binding i forbindelsen har dårlig stabilitet, selv ved stuetemperatur, kan en opløsning af hydrogenperoxid nedbrydes til vand og oxygen. Det er en kraftig oxidationsmiddel, men ved omsætning med en stærk oxiderende egenskaber reduktant har kun hydrogenperoxid. Graden af oxygen i oxidationen af hydrogenperoxid, som i andre peroxider er -1.

Andre typer af peroxider er:

• superoxider (superoxider, hvori oxygen har oxidationen -1/2);
• uorganiske ozonides (yderst ustabil forbindelse, der har i sin anion struktur ozon);
• molozonide (forbindelse med i sin struktur en binding -oOo-).

Fluorider, graden af oxidation i oxygen OF2

Fluor - den mest aktive medlem med alle kendte. Derfor, at reaktionen mellem oxygen og fluor være ikke oxider og fluorider. De er dette navn, fordi denne forbindelse er ikke oxygen, og fluor er en oxidant. Fluor kan ikke opnås på en naturlig måde. Deres eneste syntetiseret ved ekstraktion association med fluor vandige KOH. oxygen fluorider er opdelt i:

• oxygen difluorid (AF _2);
• monofluoride oxygen (O ₂ F _2).

Overveje mere detaljeret hver af forbindelserne. oxygen difluorid i sin struktur er en farveløs gas med en stærk ubehagelig lugt. Efter afkøling kondenseres i en gullig væske. Væsken dårligt blandbart med vand, men god luft, fluor og ozon. Kemiske egenskaber af oxygen difluorid - en meget stærk oxidant. Graden af oxidering i oxygen OF2 er 1, dvs. i denne forbindelse er fluor oxidant og oxygen - reduktionsmiddel. AF ₂ er meget giftigt, end ren fluor og nærmer toksiciteten af phosgen. Den vigtigste anvendelse af denne form for forbindelse - som oxidationsmiddel for drivmidlet, da oxygen difluorid er ikke eksplosivt.

monofluoride oxygen i den normale tilstand er en fast gullig. Ved smeltning danner en rød væske. Det er en kraftig oxidationsmiddel, højeksplosive i kontakt med organiske forbindelser. Denne forbindelsen udviser oxygen oxidationstrin lig med 2, dvs. i denne Fluorid oxygen forbindelse virker som et reduktionsmiddel, og fluor - oxidant.

Ozon og forbindelser

Ozon - et molekyle med tre oxygenatomer bundet til hinanden. I den normale tilstand er blå gas. Efter afkøling væske danner en dyb blå farve tæt på indigo. Det faste stof er en krystal af mørk blå farve. Ozon har en stikkende lugt, kan det naturligvis føler i luften efter en alvorlig storm.

Ozon, som sædvanlig oxygen, er en meget stærk oxidant. Kemiske egenskaber tæt til stærke syrer. Ved udsættelse for ozon oxider forøger deres grad af oxidation med oxygen evolution. Men på samme grad af sænket oxygen oxidation. De ozon kemiske bindinger er ikke så stærk som i O _2, således _at under normale betingelser uden den indsats, det kan opløse til ilt med frigivelsen af varmeenergi. Med stigende temperatur virkning på ozonmolekylet og med aftagende tryk henfaldsproces diatomiske oxygen eksotermt fremskyndes. Desuden, hvis en stor plads i ozon, denne proces kan resultere i en eksplosion.

Da ozon er en meget stærk oxidant og næsten alle processer, der involverer med sin store mængde _O2, så ozonen er et meget giftigt stof. Men i den øvre atmosfære ozonlaget spiller rollen som en reflektor af ultraviolet sollys.

Fordi ozon under anvendelse laboratorieinstrumenter skabe organiske og uorganiske ozonides. Dette er en meget ustabil på strukturen af stof, så deres oprettelse i naturlige forhold er umuligt. Ozonides lagres kun ved lave temperaturer, da ved almindelig temperatur, er de ekstremt giftige og eksplosive.

Brugen af oxygen og forbindelser i industrien

Skyldes, at på et tidspunkt har forskerne lært, hvilken grad af oxidation fra oxygen i samspil med andre elementer, den og dens forbindelser er meget udbredt i industrien. Især efter midten af det tyvende århundrede blev opfundet turbo ekspandere - der er i stand til at omdanne oxygen til mekanisk potentiel energi. Da oxygen - yderst brændbare stof, så det anvendes i alle brancher, hvor det er nødvendigt brug af ild og varme. Ved skæring og svejsning af metaller anvendes også kanistre med tryksat oxygen kan forbedre flamme svejseapparatet. Oxygen er meget udbredt i stålindustrien, hvor ved komprimeret _O2 holdes i høj temperatur højovn. Den maksimale grad af oxidation af oxygen er -2. Denne egenskab det bruges aktivt til fremstilling af oxider med henblik på yderligere forbrænding og frigive termisk energi. Flydende oxygen, ozon og andre forbindelser indeholdende en stor mængde _{O2 anvendes} som oxidanter drivmiddel. Oxideret oxygen nogle organiske forbindelser anvendes som sprængstof.

I den kemiske industri, oxygen anvendes som et oxidationsmiddel i syre-carbonhydridforbindelser, såsom alkoholer, syrer og lignende. D. Medicinen anvendes ved et reduceret tryk for patienter med lunge problemer, for at opretholde livet i organismen. I landbruget er små doser af ren oxygen anvendes til opdræt af fisk i damme, til forøgelse af andelen af kvæg og lignende. D.

Ilt - et kraftfuldt oxidationsmiddel, som er afgørende for eksistensen af

Over det var en masse skrevet om, hvad ilt har en oxidationstrin ved indgåelse af reaktion med forskellige forbindelser og elementer, hvilke former for ilt-forbindelser, der er, hvilke typer af livstruende og som ikke er. Man kan fortsat uklare - som i al sin giftighed og en høj grad af oxidation af ilt er et af de elementer, der er afgørende for livet på Jorden? Det faktum, at vores planet er et meget afbalanceret legeme, der er indrettet specifikt til de stoffer i den atmosfæriske lag. Hun er involveret i cyklus, der er som følger: en mand og alle andre dyr forbruger oxygen og producerer carbondioxid og planter i det store flertal forbruge kuldioxid og producerer oxygen. Alt i verden er sammenkoblet, og tabet af et led af kæden kan ødelægge hele kæden. Vi bør ikke glemme det og tage sig af livet på planeten som helhed og ikke kun de enkelte repræsentanter.