Wat is de mate van oxidatie van zuurstof? De valentie van zuurstof en de oxidatiegraad

Alle we inademen lucht die meestal stikstof en zuurstofmoleculen met geringe toevoeging van andere elementen. Dus zuurstof is een van de belangrijkste chemische elementen. Bovendien, de moleculen zijn er in een grote verscheidenheid aan chemische verbindingen die worden gebruikt in het dagelijks leven. Om alle eigenschappen van dit element te beschrijven is niet genoeg en honderd pagina's, dus beperken we de belangrijkste feiten van de verhalen, evenals basiselement kenmerken - waardigheid en de mate van oxidatie van zuurstof, het aandeel van de toepassing van de fysische eigenschappen.

Geschiedenis van de ontdekking van een chemisch element

De officiële datum van de ontdekking van de chemische element "zuurstof" is 1 augustus 1774. Diezelfde dag, de Britse chemicus John. Priestley gesloten zijn experiment op de decompositie van kwik oxide die in een afgesloten vat. wetenschapper ontvangen gas dat de verbranding ondersteunt Na voltooiing van het experiment. Echter, deze ontdekking ging ongemerkt zelfs door de wetenschappers. De heer Priestley dacht dat hij kwam er een nieuw element en een integraal deel van de lucht niet toe te wijzen. Dzhozef Pristli hun resultaten gedeeld met de beroemde Franse wetenschapper en chemicus Antuanom Lavuaze, die in staat was om te begrijpen wat niet in geslaagd om een Engelsman te maken was. In 1775, Lavoisier kunnen vaststellen dat er "een integraal deel van de lucht" eigenlijk onafhankelijk chemisch element en noemde het zuurstof dat is vertaald uit het Grieks betekent "zuurvormend". Lavoisier dan aangenomen dat zuurstof in alle zuren. Vervolgens worden de zuren met formule werden verkregen die geen zuurstofatomen bevatten, maar de naam is gebleven.

Oxygen - in het bijzonder moleculaire structuur

Actieve chemische element een kleurloos gas, geurloos en smaakloos. Chemische formule - O _2. Chemici noemen gewone twee atomen zuurstof of "zuurstof" of "moleculaire zuurstof." Molecule substantie bestaat uit twee gekoppelde zuurstofatomen. Er is ook een molecule die bestaat uit drie atomen - O _3. Deze stof wordt genoemd ozon, meer details over het zal hieronder worden beschreven. Een molecuul met twee zuurstofatomen heeft een oxidatiegraad -2, omdat het kan vormen twee ongepaarde elektronen covalente binding. De energie die vrijkomt bij de ontleding (dissociatie) zuurstofatomen in het molecuul gelijk aan 493,57 kJ / mol. Het is een vrij groot verschil.

De valentie van zuurstof en de oxidatiegraad

Onder de valentie van een chemisch element in gedachten zijn vermogen om gedurende een bepaald aantal atomen van andere chemische elementen nemen. De valentie van zuurstof twee. De valentie van het zuurstofmolecuul ook gelijk aan twee, aangezien de twee atomen met elkaar verbonden en hebben het vermogen om te hechten aan de structuur ook één atoom van een andere verbinding, d.w.z. een covalente binding mee. Bijvoorbeeld, een molecule water _H2O leidt tot de vorming van covalente bindingen tussen een zuurstofatoom en twee waterstofatomen.

Zuurstof is te vinden in veel van de bekende chemische verbindingen. Er is zelfs een apart soort chemische verbindingen - oxiden. Deze stof verkregen door het combineren vrijwel elk chemisch element met zuurstof. De oxidatiegraad van de zuurstof in de oxiden gelijk aan -2. In sommige verbindingen deze figuur verschillend kunnen zijn. Daarover zullen hieronder worden beschreven.

Fysische eigenschappen van zuurstof

Normaal twee atomen zuurstof is een gas dat geen kleur, geur en smaak heeft. In de normale toestand, de dichtheid - 1,42897 kg / ^m3. Gewicht 1 liter stof is iets minder dan 1,5 gram, d.w.z. zuivere zuurstof is zwaarder dan lucht. Bij verhitting, is het molecuul gedissocieerd tot atomen.

Wanneer het medium wordt verlaagd tot -189,2 ^{° C} zuurstof verandert de structuur van de gasvormige naar de vloeistof. Er is dus de kook. Wanneer de temperatuur daalt tot -218,35 ^{° C} verandert de structuur van de vloeibare kristallen. Bij deze temperatuur zuurstof in de vorm van blauwe kristallen.

Bij kamertemperatuur, zuurstof slecht oplosbaar in water - aan zijn ene liter gedurende 31 milliliter zuurstof. Oplosbaarheid met andere stoffen: 220 ml voor 1 liter ethanol, 231 ml per 1 liter aceton.

Chemische eigenschappen van zuurstof

Over de chemische eigenschappen van zuurstof kan een Talmoed schrijven. De belangrijkste eigenschap van zuurstof - dit is oxidatie. Dit materiaal is zeer sterk oxidant. Zuurstof kan reageren met vrijwel alle bekende elementen van het periodiek systeem. Door deze interactie oxiden worden gevormd, zoals eerder besproken. Een zuurstofoxidatie in verbindingen met andere elementen in hoofdzaak gelijk 2. Een voorbeeld van dergelijke verbindingen is water _(H2O), kooldioxide _(CO2), calciumoxide, lithiumoxide, en anderen. Er is echter een bepaalde groep oxyden, genaamd peroxiden of peroxiden. Hun bijzonderheid is dat er een peroxide groep "-O-O-" in deze verbindingen. Deze groep vermindert oxidatieve eigenschappen van _O2, zodat de mate van oxidatie zuurstof peroxide -1.

Samen met het alkalimetaal actieve zuurstof vormen superoxide of superoxide. Voorbeelden van dergelijke structuren zijn:

• kalium superoxide (KO _2);
• rubidium superoxide (RBO _2).

Hun bijzonderheid is dat de mate van oxidatie van de zuurstof in het superoxide is -1/2.

In combinatie met de actieve chemische element - fluor verkregen fluorides. Op hen zullen hieronder worden besproken.

Hogere oxidatiegraad in zuurstofverbindingen

Afhankelijk van welke stof wordt omgezet met zuurstof, zuurstof heeft zeven graden van oxidatie:

1. -2 - in oxiden en organische verbindingen.
2. -1 - in peroxides.
3. -1/2 - in superoxide.
4. -1/3 - anorganische ozonide (true triatomic zuurstof - ozon).
5. +1/2 - de zouten van zuurstof kation.
6. 1 - in Monofluoride zuurstof.
7. 2 - in zuurstofdifluoride.

Zoals te zien is, hoe hoger de mate van oxidatie van zuurstof bereikt oxiden en organische verbindingen, en fluoriden heeft ook positieve sterkte. Niet alle types van interactie kan op een natuurlijke wijze worden uitgevoerd. Voor de vorming van bepaalde verbindingen vereist bijzondere omstandigheden, zoals hoge druk, hoge temperatuur, blootstelling zeldzame verbindingen die vrijwel nooit in de natuur. Beschouw de basische zuurstofverbinding met andere chemische elementen: de oxiden, fluoriden en peroxyden.

Indeling oxyden zuur-base eigenschappen

Er zijn vier soorten van oxides:

• basic;
• zuur;
• neutraal;
• amfotere.

Een zuurstofoxidatie in dit soort verbindingen -2.

• Basisch oxide - een verbinding met metalen met lage oxidatietoestanden. Typisch, bij reactie met zuren verkrijgt het overeenkomstige zout en water.
• Zure oxides - niet-metaal oxiden met een hoge mate van oxidatie. Daarnaast water gevormde zuur.
• Neutraal oxides - verbindingen die onder geen reactie invoert met zuren of basen.
• Amfotere oxiden - verbindingen met metalen met lage elektronegativiteitswaarde. Zij zijn afhankelijk van de omstandigheden, vertonen eigenschappen en zure en basische oxiden.

Peroxiden, de mate van zuurstof bij de oxidatie van waterstofperoxide en andere verbindingen

Peroxiden genoemd zuurstofverbindingen met alkalimetalen. Zij worden verkregen door verbranding van deze metalen zuurstof. Peroxiden organische verbindingen zijn zeer explosief. Zij kunnen ook worden bereid door opname van zuurstof oxiden. Voorbeelden van peroxiden:

• waterstofperoxide (H ₂ O _2);
• bariumperoxide (BaO _2);
• natriumperoxide _{(Na2O 2).}

Allemaal hebben ze gemeen hebben is dat ze bevatten zuurstof groep -OO-. Bijgevolg zuurstof in de oxidatiegraad -1 peroxiden. Een van de meest bekende verbindingen -OO- groep waterstofperoxide. Onder normale omstandigheden is deze verbinding een vloeibaar lichtblauw. Volgens hun chemische eigenschappen van waterstofperoxide dichter bij een zwak zuur. Aangezien -OO- binding in de verbinding slechte stabiliteit, zelfs bij kamertemperatuur, een oplossing van waterstofperoxide wordt afgebroken in water en zuurstof. Het is een krachtig oxidatiemiddel echter door reactie met een sterke oxiderende eigenschappen reductiemiddel heeft maar waterstofperoxide. De mate van zuurstof bij de oxidatie van waterstofperoxide, zoals in andere peroxiden -1.

Andere vormen van peroxiden zijn:

• superoxide (superoxide, waarbij zuurstof de oxidatie -1/2);
• anorganische ozoniden (zeer onstabiele verbinding met in haar structuur anion ozon);
• molozonide (verbinding met in zijn structuur een band -ooo-).

Fluoriden, de oxidatiegraad zuurstof OF2

Fluor - de meest actieve lid van alle op dit moment bekende. Daarom is de reactie tussen zuurstof en fluor niet oxiden en fluoriden zijn. Ze worden zo genoemd omdat deze verbinding is geen zuurstof en fluor is een oxidant. Fluoride kan niet worden verkregen op een natuurlijke manier. Hun enige gesynthetiseerd door extraheren associatie met de fluor waterige KOH. zuurstof fluoriden zijn onderverdeeld in:

• zuurstofdifluoride (van _2);
• Monofluoride zuurstof _{(O2 F2).}

Nader in elk van de verbindingen. zuurstofdifluoride in zijn structuur een kleurloos gas met een sterke onaangename geur. Na afkoelen gecondenseerd in een geelachtige vloeistof. De vloeistof slecht mengbaar met water, maar goede lucht, fluor en ozon. Chemische eigenschappen van zuurstofdifluoride - een zeer sterke oxidant. De oxidatiegraad zuurstof OF2 is 1, dat wil zeggen in deze verbinding fluor oxidatiemiddel en zuurstof - reductiemiddel. VAN ₂ is zeer giftig dan pure fluor en nadert de giftigheid van fosgeen. Het voornaamste gebruik van dergelijke verbinding - als oxidatiemiddel voor het drijfgas, aangezien zuurstofdifluoride niet explosief.

Monofluoride zuurstof in de normale toestand een geelachtige vaste stof. Bij het smelten, vormt een rode vloeistof. Het is een krachtig oxidatiemiddel, zeer explosief in contact met organische verbindingen. Deze verbinding vertoont zuurstofoxidatie staat gelijk aan 2, dat wil zeggen in dit Fluoride zuurstofverbinding werkt als een reductiemiddel, en fluor - oxidant.

Ozon en kwikverbindingen

Ozon - een molecuul met drie zuurstofatomen aan elkaar gebonden. In de normale toestand is blauw gas. Na afkoeling van de vloeibare vormen een diepblauwe kleur in de buurt van indigo. De vaste stof een kristal van donkerblauwe kleur. Ozon heeft een penetrante geur, kan het natuurlijk voelen in de lucht na een zware storm.

Ozon, zoals gebruikelijk zuurstof, is een zeer sterke oxidant. Chemische eigenschappen in de buurt van sterke zuren. Bij blootstelling aan ozon oxiden vergroot de mate van oxidatie met zuurstof evolutie. Maar dezelfde mate van verlaagde zuurstofoxidatie. De ozon chemische bindingen zijn niet zo sterk als in _{O2, zodat} onder normale omstandigheden zonder moeite kan oplossen in zuurstof met de afgifte van warmte-energie. Met toenemende temperatuur effect op de ozon molecule en afnemende druk bederfprocédé twee atomen zuurstof exotherm versneld. Bovendien wanneer een grote ruimte in de ozonlaag, dit proces kan een explosie.

Omdat ozon een zeer sterke oxidant en bijna alle processen waarbij met een grote hoeveelheid _O2, dan is de ozon een zeer giftige stof. In de bovenste atmosfeer ozonlaag speelt de rol van een reflector ultraviolet zonlicht.

Omdat ozon met behulp van laboratorium instrumenten te creëren organische en anorganische ozoniden. Dit is een zeer onstabiel op de structuur van de materie, zodat hun oprichting in natuurlijke omstandigheden onmogelijk is. Ozoniden worden alleen opgeslagen bij lage temperaturen, omdat bij gewone temperatuur, ze zijn zeer giftig en explosief.

Het gebruik van zuurstof en kwikverbindingen in de industrie

Vanwege het feit dat in één keer, wetenschappers hebben geleerd, welke mate van oxidatie van zuurstof bij de interactie met andere elementen, deze verbindingen en worden veel gebruikt in de industrie. Vooral na het midden van de twintigste eeuw werden uitgevonden turbo expansie - eenheden voor het omzetten van zuurstof in mechanische potentiële energie. Omdat zuurstof - zeer licht ontvlambare stof, dan wordt gebruikt in alle industrieën waar het nodig is het gebruik van vuur en hitte. Bij het snijden en lassen van metalen worden ook gebruikt canisters met zuurstof onder druk aan vlammen lasinrichting verbeteren. Zuurstof wordt veel gebruikt in de staalindustrie, waar de door de samengeperste _O2 wordt in hoge temperatuur hoogoven. De maximale mate van oxidatie van zuurstof -2. Deze eigenschap wordt actief gebruikt voor de productie van oxiden behoeve van verdere verbranding en thermische energie vrij. Vloeibare zuurstof, ozon en andere verbindingen die een grote hoeveelheid _{O2 wordt} toegepast als oxidatiemiddel drijfgas. Geoxideerde zuurstof sommige organische verbindingen gebruikt als explosieven.

In de chemische industrie wordt zuurstof als een oxidatiemiddel in zuur-koolwaterstofverbindingen, zoals alcoholen, zuren en dergelijke. D. Het geneesmiddel wordt gebruikt bij een verlaagde druk bij patiënten met long- problemen om de levensduur van het organisme te handhaven. In de landbouw, wordt een kleine dosis van zuivere zuurstof wordt gebruikt voor het kweken van vissen in vijvers, voor het vergroten van het aandeel van vee en dergelijke. D.

Oxygen - een krachtige oxiderende stof, die essentieel is voor het bestaan van

Daarboven was veel geschreven over wat zuurstof een oxidatietoestand bij het aangaan van een reactie met verschillende verbindingen en elementen, welke soorten zuurstofverbindingen, zijn, welke soorten levensbedreigende en welke niet. Men kan onduidelijk blijven - zoals in al zijn toxiciteit en een hoog niveau van oxidatie van zuurstof is een van de elementen die essentieel zijn voor het leven op aarde zijn? Het feit dat onze planeet een evenwichtig lichaam dat specifiek is aangepast aan de stoffen in de atmosferische laag. Zij betrokken bij de cyclus luidt als volgt: een mens en andere dieren verbruiken zuurstof en koolstofdioxide vrij en planten in de meeste verbruiken koolstofdioxide en zuurstof. Alles in de wereld is met elkaar verbonden, en het verlies van één schakel van de keten kan de hele keten te doorbreken. We moeten niet vergeten en zorgen van het leven op de planeet als geheel, niet alleen de individuele vertegenwoordigers.