ما هي درجة أكسدة الأكسجين؟ التكافؤ الأكسجين ودرجة الأكسدة

كل ما تنفس الهواء التي هي في معظمها النيتروجين والأكسجين جزيئات مع إضافة بسيطة من العناصر الأخرى. وهكذا، والأكسجين هو أحد العناصر الكيميائية الأكثر أهمية. وعلاوة على ذلك، جزيئاته هناك في مجموعة كبيرة من المركبات الكيميائية التي تستخدم في الحياة اليومية. لوصف كل خصائص هذا العنصر لا يكفي ومائة صفحة، ولذا فإننا تقييد الحقائق الأساسية من القصص، وكذلك خصائص عنصر الأساسية - التكافؤ ودرجة أكسدة الأكسجين، فإن نسبة من تطبيق الخصائص الفيزيائية الأساسية.

تاريخ اكتشاف عنصر كيميائي

التاريخ الرسمي لاكتشاف عنصر كيميائي "الأكسجين" هو 1 أغسطس 1774. وفي اليوم نفسه، الكيميائي البريطاني جون. بريستلي خلص تجربته على التحلل من أكسيد الزئبق الذي هو في وعاء مغلق بإحكام. تلقى عالم الغاز التي تدعم الاحتراق عند الانتهاء من التجربة. ومع ذلك، ذهب هذا الاكتشاف دون أن يلاحظها أحد حتى من قبل العلماء. يعتقد السيد بريستلي أنه لم يأت لتخصيص عنصرا جديدا وجزءا لا يتجزأ من الهواء. Dzhozef Pristli تقاسم نتائجها مع العالم الفرنسي الشهير والصيدلي Antuanom Lavuaze، الذي كان قادرا على فهم ما فشلت في جعل الانكليزي. في 1775، كان لافوازييه قادرة على إثبات أن هناك "جزءا لا يتجزأ من الهواء" في الواقع هو عنصر كيميائي مستقل وأطلقوا عليه اسم الأكسجين، والذي ترجم من اليونانية تعني "حمض تشكيل". افوازييه ثم يعتقد أن الأكسجين موجود في جميع الأحماض. وفي وقت لاحق، وقد استمدت الأحماض من الصيغة التي لا تحتوي على ذرات الأكسجين، ولكن اسم عالقة.

الأكسجين - بنية خاصة الجزيئي

عنصر كيميائي نشط هو غاز عديم اللون والرائحة والمذاق. الصيغة الكيميائية - O _2. الكيميائيين تدعو الأكسجين ثنائي الذرة العادي أو "الأكسجين في الغلاف الجوي" أو "dioxygen". وتتكون مادة جزيء من ذرتين أكسجين مرتبطة. وهناك أيضا جزيء يتكون من ثلاث ذرات - O _3. وهذا ما يسمى مادة الأوزون، وسوف تكون مكتوبة مزيد من التفاصيل حول هذا الموضوع أدناه. جزيء مع ذرتين من الأكسجين لديه درجة من الأكسدة -2، لأنه قادر على تشكيل اثنين أونبايريد الإلكترون التساهمية السندات. الطاقة التي يتم تحريرها خلال ذرات التحلل (التفكك) الأكسجين في جزيء تساوي 493.57 كيلو جول / مول. انها فرق كبير جدا.

التكافؤ الأكسجين ودرجة الأكسدة

تحت التكافؤ من عنصر كيميائي ديك في الاعتبار قدرتها على السيطرة على عدد معين من ذرات العناصر الكيميائية الأخرى. التكافؤ الأكسجين اثنين. التكافؤ في جزيء الأكسجين أيضا يساوي اثنين، لأن ذرات اثنين متصلة بعضها البعض ولها القدرة على نعلق على هيكلها حتى ذرة واحدة من مركب آخر، أي تشكيل الرابطة التساهمية معها. على سبيل المثال، وهو جزيء من الماء H ₂ O مما أدى إلى تكوين روابط تساهمية بين ذرة أكسجين واحدة واثنين من ذرات الهيدروجين.

تم العثور على الأوكسجين في العديد من المركبات الكيميائية المعروفة. بل هناك نوع منفصل من المركبات الكيميائية - أكاسيد. هذه المادة التي تم الحصول عليها عن طريق الجمع بين تقريبا أي عنصر كيميائي مع الأكسجين. درجة أكسدة الأكسجين في أكاسيد تساوي -2. ومع ذلك، في بعض المركبات قد يكون هذا الرقم مختلفة. وسوف نتناول المزيد عن هذا الموضوع أدناه.

الخصائص الفيزيائية للأكسجين

الأكسجين ثنائي الذرة الطبيعي هو الغاز الذي ليس له لون والرائحة والطعم. في الحالة الطبيعية، كثافته - 1.42897 كجم / م ^3. الوزن 1 لتر الجوهر هو أقل قليلا من 1.5 غرام، أي الأكسجين النقي أثقل من الهواء. عند تسخينها، وفصلها جزيء إلى ذرات.

عندما يتم خفض درجة حرارة متوسطة إلى -189.2 ^C. الأكسجين يتغير هيكلها من الغازية إلى السائلة. وبالتالي هناك يغلي. وعندما تنخفض درجة الحرارة إلى -218.35 ^{درجة مئوية} هناك تغيير في الهيكل مع الكريستال السائل. في هذا الأكسجين درجة الحرارة في شكل بلورات مزرق.

في درجة حرارة الغرفة، والأكسجين قابل للذوبان في الماء لماما - على يتر واحد لمدة 31 ملليلتر من الأكسجين. الذوبان مع غيرها من المواد: 220 مل 1 لتر من الإيثانول، 231 مل 1 لتر من الأسيتون.

الخواص الكيميائية للأكسجين

حول الخصائص الكيميائية للأكسجين يمكن أن يكتب التلمود. الخاصية الأكثر أهمية من الأكسجين - وهذا هو الأكسدة. هذه المواد هي أكسدة قوية جدا. الأكسجين يمكن أن تتفاعل مع العناصر المعروفة كلها تقريبا من الجدول الدوري. ونتيجة لهذا التفاعل يتم تشكيل أكاسيد، كما نوقش في وقت سابق. أكسدة الأكسجين في المركبات مع العناصر الأخرى متساوية إلى حد كبير (2). مثال على هذه المركبات هو الماء (H ₂ O)، وثاني أكسيد الكربون (CO _{2)، وأكسيد} الكالسيوم، وأكسيد الليثيوم، وغيرها. ومع ذلك، هناك فئة معينة من أكاسيد، ودعا البيروكسيد أو البيروكسيد. خصوصية لها هي أن هناك مجموعة بيروكسيد "-O-O-" في هذه المركبات. هذه المجموعة يقلل خصائص الأكسدة من O _2، لذلك أن درجة الأكسدة في بيروكسيد الأكسجين -1.

بالتزامن مع الفلزات القلوية نشط الأوكسجين أشكال أكسيد فائق أو الفائق. ومن الأمثلة على هذه الهياكل هي:

• الفائق البوتاسيوم (KO _2)؛
• الفائق الروبيديوم (RBO _2).

خصوصية لها هي أن درجة أكسدة الأكسجين في الفائق هي -1/2.

بالتزامن مع عنصر كيميائي الأكثر نشاطا - الفلور والفلوريدات التي تم الحصول عليها. عليها سيتم مناقشتها أدناه.

درجة أعلى من التأكسد في مركبات الأكسجين

اعتمادا على ما هو مضمون يتفاعل مع الأكسجين، الأكسجين له سبع درجات الأكسدة:

1. -2 - في أكاسيد والمركبات العضوية.
2. -1 - في البيروكسيد.
3. -1/2 - في الفائق.
4. -1/3 - في أوزونيد غير العضوية (الأكسجين ثلاثي الذرات صحيح - الأوزون).
5. +1/2 - في أملاح الموجبة الأكسجين.
6. 1 - في الأكسجين أحادي الفلوريد.
7. 2 - في ثنائي فلوريد الأكسجين.

كما يمكن أن يرى، وارتفاع درجة أكسدة الأكسجين التي تحققت في أكاسيد و المركبات العضوية، والفلوريدات انها لا تملك سلطة حتى إيجابية. لا يمكن تنفيذ جميع أنواع التفاعلات في الطريق الطبيعي. لتشكيل بعض المركبات تتطلب شروط خاصة، مثل ارتفاع الضغط، ارتفاع في درجة الحرارة، والتعرض نادر المركبات التي تكاد لا توجد في الطبيعة. النظر في مجمع الأكسجين الأساسي مع العناصر الأخرى الكيميائية: أكاسيد، الفلوريدات والبيروكسيد.

أكاسيد التصنيف على خصائص الحمضي القاعدي

هناك أربعة أنواع من أكاسيد:

• الأساسية.
• حامض.
• محايدة؛
• مذبذب.

أكسدة الأكسجين في هذه الأنواع من المركبات هي -2.

• أكاسيد الأساسية - مجمع بالمعادن وجود حالات التأكسد المنخفضة. عادة، عندما تفاعلت مع الأحماض يتم الحصول على المقابلة الملح والماء.
• أكاسيد حمضية - أكاسيد اللافلزية مع وجود درجة عالية من الأكسدة. وبالإضافة إلى ذلك بها من الماء تشكيل حامض.
• أكاسيد محايدة - المركبات التي لا تدخل في أي رد فعل مع الأحماض أو القواعد.
• أكاسيد مذبذب - مركبات مع المعادن ذات القيمة الكهربية منخفضة. هم، تبعا للظروف، خصائص المعرض وحامض والأساسية أكاسيد.

البيروكسيد، ودرجة من الأوكسجين في أكسدة بيروكسيد الهيدروجين وغيرها من المركبات

البيروكسيد تسمى مركبات الأكسجين مع الفلزات القلوية. يتم الحصول عليها عن طريق الاحتراق من هذه المعادن في الأكسجين. البيروكسيد المركبات العضوية هي المتفجرة للغاية. كما يمكن من امتصاص الأكسجين أكاسيد إعداد. أمثلة من البيروكسيد:

• بيروكسيد الهيدروجين (H ₂ O _2)؛
• بيروكسيد الباريوم (باو _2)؛
• بيروكسيد الصوديوم (نا ₂ O _2).

كل منهم في شيوعا هو أنها تحتوي على مجموعة -OO- الأكسجين. ونتيجة لذلك، الأوكسجين في درجة الأكسدة هو -1 البيروكسيد. واحدة من المركبات الأكثر شهرة -OO- مجموعة من بيروكسيد الهيدروجين. في ظل ظروف طبيعية، وهذا المركب هو أزرق شاحب السائل. وفقا لخصائصها الكيميائية من بيروكسيد الهيدروجين هو أقرب إلى حمض ضعيف. منذ -OO- الربط في مجمع له الاستقرار الفقراء، حتى في درجة حرارة الغرفة، وإيجاد حل من بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن تتحلل في الماء والأكسجين. وهو عامل مؤكسد قوي، ومع ذلك، من خلال التفاعل مع قوي خصائص المؤكسدة اختزال للتو بيروكسيد الهيدروجين. درجة الأوكسجين في أكسدة بيروكسيد الهيدروجين، كما هو الحال في البيروكسيد الأخرى هي -1.

أنواع أخرى من البيروكسيد هي:

• أكسيد فائق (أكسيد فائق، حيث الأوكسجين أكسدة -1/2)؛
• ozonides غير العضوية (مجمع غير مستقر للغاية وجود في الهيكل الأوزون أنيون لها)؛
• molozonide (مجمع لها في هيكلها السندات -OOO-).

الفلوريدات، ودرجة الأكسدة في OF2 الأكسجين

الفلورية - العضو الأكثر نشاطا من جميع المعروفة حاليا. ولذلك، فإن التفاعل بين الأكسجين والفلور إلى أن لا أكاسيد، والفلوريدات. وهم اسمه ذلك لأن هذا المركب ليس الأكسجين، والفلور هو أكسدة. لا يمكن الحصول عليها فلوريد بطريقة طبيعية. من تصنيعه فقط عن طريق استخراج بالتعاون مع KOH الفلور مائي. وتنقسم الفلوريدات الأكسجين إلى:

• ثنائي فلوريد الأكسجين (OF _2)؛
• الأكسجين أحادي الفلوريد (O ₂ F _2).

تنظر بمزيد من التفصيل كل من المركبات. ثنائي فلوريد الأكسجين في هيكلها هو غاز عديم اللون ذو رائحة كريهة قوية. على التبريد المكثف في سائل مصفر. السائل ضعيفة غير قابلة للامتزاج مع الماء، ولكن الهواء جيدة والفلور والأوزون. الخواص الكيميائية للثنائي فلوريد الأكسجين - أكسدة قوية جدا. درجة الأكسدة في OF2 الأكسجين 1، أي في هذا المركب هو أكسدة الفلوري والأكسجين - الحد من وكيل. OF ₂ سامة جدا، من الفلور النقي وتقترب من سمية الفوسجين. الاستخدام الرئيسي لهذا النوع من مجمع - كما مؤكسد لل بالوقود، منذ ثنائي فلوريد الأكسجين ليس ناسفة.

الأكسجين أحادي الفلوريد في الحالة الطبيعية هو مادة صلبة صفراء. على الذوبان، تشكل السائل الأحمر. وهو عامل مؤكسد قوي، شديد الانفجار في اتصال مع المركبات العضوية. هذه المعروضات مجمع الأكسجين حالة الأكسدة تساوي +2، أي في هذا الفلوريد أعمال مجمع الأكسجين كعامل مختزل، والفلور - أكسدة.

الأوزون ومركباته

الأوزون - جزيء وجود ثلاث ذرات أكسجين مرتبطة مع بعضها البعض. في الحالة الطبيعية هو غاز أزرق. على التبريد، والأشكال السائلة اللون الأزرق العميق بالقرب النيلي. الصلبة هو وضوح الشمس من اللون الأزرق الداكن. الأوزون له رائحة نفاذة، يمكن أن يشعر بشكل طبيعي في الهواء بعد عاصفة شديدة.

الأوزون، والأكسجين المعتاد، هو أكسدة قوية جدا. الخصائص الكيميائية قريبة من الأحماض القوية. عندما تتعرض لأكاسيد الأوزون يزيد من درجة من الأكسدة مع تطور الأكسجين. ولكن في نفس الدرجة من أكسدة الأكسجين منخفضة. الروابط الكيميائية الأوزون ليست قوية كما هو الحال في O _{2، بحيث} ظل ظروف طبيعية دون جهد يمكن أن تذوب في الأكسجين مع الافراج عن الطاقة الحرارية. مع تزايد تأثير درجة الحرارة على جزيء الأوزون ومع تناقص الضغط عملية الاضمحلال الأكسجين ثنائي الذرة تسارع exothermically. وعلاوة على ذلك، إذا كان مساحة كبيرة في طبقة الأوزون، وهذه العملية يمكن أن تؤدي إلى انفجار.

بما أن الأوزون هو أكسدة قوية جدا وتقريبا جميع العمليات التي تنطوي مع كمية كبيرة لها من O _2، ثم الأوزون هو مادة شديدة السمية. ومع ذلك، في طبقة الغلاف الجوي العليا الأوزون يلعب دور عاكس لأشعة الشمس فوق البنفسجية.

لأن الأدوات المخبرية الأوزون باستخدام خلق ozonides العضوية وغير العضوية. هذا هو غير مستقر جدا على بنية المادة، لذلك خلقهم في الظروف الطبيعية أمر مستحيل. يتم تخزين Ozonides فقط عند درجات حرارة منخفضة، لأن في درجة حرارة عادية، فهي شديدة السمية والمتفجرات.

استخدام الأكسجين ومركباته في صناعة

يرجع ذلك إلى حقيقة أن في وقت واحد، وقد عرف العلماء، ما درجة الأكسدة من الأكسجين في التفاعل مع العناصر الأخرى، واستخدام ذلك، ومركباته على نطاق واسع في الصناعة. خصوصا بعد أن اخترع منتصف القرن العشرين موسعات توربو - وحدات قادرة على تحويل الأكسجين إلى طاقة محتملة الميكانيكية. منذ الأكسجين - قابل للاشتعال للغاية مادة، ثم يتم استخدامه في جميع الصناعات حيث كان من الضروري استخدام النار والحرارة. عندما قطع وتستخدم لحام المعادن أيضا قنابل مع الأكسجين المضغوط لتعزيز جهاز لحام اللهب. يستخدم على نطاق واسع الأكسجين في صناعة الصلب، حيث كتبها O مضغوط ويحتفظ ₂ في ارتفاع درجة حرارة الفرن الانفجار. أقصى درجة من أكسدة الأكسجين -2. وتستخدم هذه الخاصية بنشاط لتصنيع أكاسيد لغرض مزيد من الاحتراق وإطلاق الطاقة الحرارية. _{وتستخدم} الأكسجين السائل، والأوزون، وغيرها من المركبات التي تحتوي على كمية كبيرة من O ₂ كما تأكسد تعمل بالوقود. الأكسجين أكسدة وتستخدم بعض المركبات العضوية عن المتفجرات.

في الصناعة الكيميائية، ويستخدم الأكسجين كعامل مؤكسد في مركبات حمض الهيدروكربونية، مثل الكحول والأحماض وما شابه ذلك. D. يستخدم الدواء في انخفاض الضغط للمرضى الذين يعانون مشاكل في الرئة، للحفاظ على حياة الكائن الحي. في الزراعة، ويستخدم جرعات صغيرة من الأكسجين النقي لتربية الأسماك في البرك، لزيادة نسبة من الماشية وما شابه ذلك. D.

الأكسجين - قوية عامل مؤكسد، وهو أمر ضروري لوجود

فوقه كان كتب الكثير حول ما لديها الأوكسجين في حالة الأكسدة عند الدخول في رد فعل مع مختلف المركبات والعناصر، ما هي أنواع من مركبات الأكسجين، وهناك، ما هي أنواع مهددة للحياة والتي ليست كذلك. قد تظل واحدة من غير الواضح - كما هو الحال في كل من سميتها وعلى مستوى عال من أكسدة الأكسجين هو واحد من العناصر التي لا غنى عنها للحياة على الأرض؟ حقيقة أن كوكبنا هو هيئة متوازن جدا، والتي يتم تكييف خصيصا للمواد الواردة في طبقة الغلاف الجوي. وهي تشارك في الدورة، وهي على النحو التالي: رجل وجميع الحيوانات الأخرى تستهلك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون، والنباتات في الغالبية العظمى تستهلك ثاني أكسيد الكربون وإنتاج الأكسجين. مترابطة كل شيء في العالم، وفقدان وصلة واحدة من سلسلة قد كسر سلسلة كاملة. لا ينبغي لنا أن ننسى أنه ورعاية الحياة على كوكب الأرض ككل، وليس فقط ممثليها الفردية.