Ossigeno: proprietà chimiche dell'elemento. Ossigeno – caratteristiche dell'elemento, prevalenza in natura, proprietà fisiche e chimiche, preparazione

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OSSIGENO, O (ossigeno), un elemento chimico del sottogruppo VIA della tavola periodica degli elementi: O, S, Se, Te, Po - un membro della famiglia del calcogeno. È l'elemento più diffuso in natura, il suo contenuto nell'atmosfera terrestre è del 21% (vol.), nella crosta terrestre sotto forma di composti di ca. 50% (in peso) e nell'idrosfera 88,8% (in peso).

L'ossigeno è necessario per l'esistenza della vita sulla terra: animali e piante consumano ossigeno durante la respirazione e le piante rilasciano ossigeno attraverso la fotosintesi. La materia vivente contiene ossigeno legato non solo nei fluidi corporei (nelle cellule del sangue, ecc.), ma anche nei carboidrati (zucchero, cellulosa, amido, glicogeno), grassi e proteine. Le argille, rocce, sono costituite da silicati e altri composti inorganici contenenti ossigeno come ossidi, idrossidi, carbonati, solfati e nitrati.

Riferimento storico.

Le prime informazioni sull'ossigeno furono conosciute in Europa da manoscritti cinesi dell'VIII secolo. All'inizio del XVI secolo. Leonardo da Vinci pubblicò dati relativi alla chimica dell'ossigeno, non sapendo ancora che l'ossigeno era un elemento. Le reazioni di aggiunta di ossigeno sono descritte nei lavori scientifici di S. Geils (1731) e P. Bayen (1774). Merita un'attenzione particolare la ricerca di K. Scheele nel 1771–1773 sull'interazione dei metalli e del fosforo con l'ossigeno. J. Priestley riportò la scoperta dell'ossigeno come elemento nel 1774, pochi mesi dopo il resoconto di Bayen sulle reazioni con l'aria. Il nome ossigeno (“ossigeno”) fu dato a questo elemento poco dopo la sua scoperta da parte di Priestley e deriva dalle parole greche che significano “produttore di acido”; ciò è dovuto all'idea sbagliata che l'ossigeno sia presente in tutti gli acidi. La spiegazione del ruolo dell'ossigeno nei processi di respirazione e combustione appartiene invece ad A. Lavoisier (1777).

La struttura dell'atomo.

Qualsiasi atomo di ossigeno presente in natura contiene 8 protoni nel nucleo, ma il numero di neutroni può essere 8, 9 o 10. Il più comune dei tre isotopi dell'ossigeno (99,76%) è 16 8 O (8 protoni e 8 neutroni) . Il contenuto di un altro isotopo, 18 8 O (8 protoni e 10 neutroni), è solo dello 0,2%. Questo isotopo viene utilizzato come etichetta o per identificare determinate molecole, nonché per condurre studi biochimici e medico-chimici (un metodo per studiare tracce non radioattive). Il terzo isotopo non radioattivo dell'ossigeno, 17 8 O (0,04%), contiene 9 neutroni e ha un numero di massa pari a 17. Dopo che la massa dell'isotopo del carbonio 12 6 C è stata adottata come massa atomica standard dalla Commissione internazionale in Nel 1961, la massa atomica media ponderata dell'ossigeno divenne 15,9994. Fino al 1961, i chimici consideravano l'unità standard della massa atomica la massa atomica dell'ossigeno, presunta pari a 16.000 per una miscela di tre isotopi dell'ossigeno presenti in natura. I fisici hanno preso il numero di massa dell'isotopo dell'ossigeno 16 8 O come unità standard della massa atomica, quindi su scala fisica la massa atomica media dell'ossigeno era 16,0044.

Un atomo di ossigeno ha 8 elettroni, di cui 2 elettroni nel livello interno e 6 elettroni nel livello esterno. Pertanto, nelle reazioni chimiche, l'ossigeno può accettare fino a due elettroni dai donatori, costruendo il suo guscio esterno fino a 8 elettroni e formando una carica negativa in eccesso.

Ossigeno molecolare.

Come la maggior parte degli altri elementi, ai cui atomi mancano 1-2 elettroni per completare il guscio esterno di 8 elettroni, l'ossigeno forma una molecola biatomica. Questo processo libera molta energia (~490 kJ/mol) e, di conseguenza, la stessa quantità di energia deve essere spesa per il processo inverso di dissociazione della molecola in atomi. La forza del legame O–O è così elevata che a 2300° C solo l’1% delle molecole di ossigeno si dissociano in atomi. (È interessante notare che durante la formazione della molecola di azoto N2, la forza del legame N–N è ancora più elevata, ~710 kJ/mol.)

Struttura elettronica.

Nella struttura elettronica della molecola di ossigeno, come ci si potrebbe aspettare, non si realizza la distribuzione degli elettroni in un ottetto attorno a ciascun atomo, ma ci sono elettroni spaiati, e l'ossigeno mostra proprietà tipiche di tale struttura (ad esempio, interagisce con un campo magnetico, essendo paramagnetico).

Reazioni.

In condizioni appropriate, l'ossigeno molecolare reagisce con quasi tutti gli elementi tranne i gas nobili. Tuttavia, in condizioni ambientali, solo gli elementi più attivi reagiscono con l'ossigeno abbastanza rapidamente. È probabile che la maggior parte delle reazioni avvenga solo dopo la dissociazione dell'ossigeno in atomi e che la dissociazione avvenga solo a temperature molto elevate. Tuttavia, catalizzatori o altre sostanze nel sistema di reazione possono favorire la dissociazione dell'O 2 . È noto che i metalli alcalini (Li, Na, K) e alcalino terrosi (Ca, Sr, Ba) reagiscono con l'ossigeno molecolare per formare perossidi:

Ricevuta e domanda.

A causa della presenza di ossigeno libero nell'atmosfera, il metodo più efficace per la sua estrazione è la liquefazione dell'aria, dalla quale vengono rimosse impurità, CO 2, polvere, ecc. metodi chimici e fisici. Il processo ciclico comprende compressione, raffreddamento ed espansione, che porta alla liquefazione dell'aria. Con un lento aumento della temperatura (metodo di distillazione frazionata), i primi gas nobili (i più difficili da liquefare) evaporano dall'aria liquida, quindi rimane l'azoto e l'ossigeno liquido. Di conseguenza, l'ossigeno liquido contiene tracce di gas nobili e una percentuale relativamente elevata di azoto. Per molte applicazioni queste impurità non rappresentano un problema. Tuttavia, per ottenere ossigeno di estrema purezza, il processo di distillazione deve essere ripetuto. L'ossigeno è immagazzinato in serbatoi e bombole. Viene utilizzato in grandi quantità come ossidante per il cherosene e altri combustibili nei razzi e nei veicoli spaziali. L'industria siderurgica utilizza il gas ossigeno per soffiare attraverso il ferro fuso utilizzando il metodo Bessemer per rimuovere rapidamente ed efficacemente le impurità C, S e P. Il getto di ossigeno produce acciaio più velocemente e di qualità superiore rispetto al getto d'aria. L'ossigeno viene utilizzato anche per la saldatura e il taglio dei metalli (fiamma ossiacetilenica). L'ossigeno viene utilizzato anche in medicina, ad esempio, per arricchire l'ambiente respiratorio dei pazienti con difficoltà respiratorie. L'ossigeno può essere prodotto con vari metodi chimici e alcuni di essi vengono utilizzati per ottenere piccole quantità di ossigeno puro nella pratica di laboratorio.

Elettrolisi.

Uno dei metodi per produrre ossigeno è l'elettrolisi dell'acqua contenente piccole aggiunte di NaOH o H 2 SO 4 come catalizzatore: 2H 2 O ® 2H 2 + O 2. In questo caso si formano piccole impurità di idrogeno. Utilizzando un dispositivo di scarico, tracce di idrogeno nella miscela di gas vengono nuovamente convertite in acqua, i cui vapori vengono rimossi mediante congelamento o adsorbimento.

Dissociazione termica.

Un importante metodo di laboratorio per la produzione di ossigeno, proposto da J. Priestley, è la decomposizione termica degli ossidi di metalli pesanti: 2HgO ® 2Hg + O 2 . Per fare ciò, Priestley concentrò i raggi del sole sulla polvere di ossido di mercurio. Un noto metodo di laboratorio è anche la dissociazione termica dei sali oxo, ad esempio il clorato di potassio in presenza di un catalizzatore - biossido di manganese:

Il biossido di manganese, aggiunto in piccole quantità prima della calcinazione, consente di mantenere la temperatura e la velocità di dissociazione richieste e lo stesso MnO 2 non cambia durante il processo.

Vengono utilizzati anche metodi per la decomposizione termica dei nitrati:

così come i perossidi di alcuni metalli attivi, ad esempio:

2BaO2®2BaO + O2

Quest'ultimo metodo era un tempo ampiamente utilizzato per estrarre l'ossigeno dall'atmosfera e consisteva nel riscaldare BaO in aria fino alla formazione di BaO 2, seguito dalla decomposizione termica del perossido. Il metodo di decomposizione termica rimane importante per la produzione di perossido di idrogeno.

Proprietà fisiche.

L'ossigeno in condizioni normali è un gas incolore, inodore e insapore. L'ossigeno liquido è di colore blu pallido. L'ossigeno solido esiste in almeno tre modifiche cristalline. L'ossigeno gassoso è solubile in acqua e probabilmente forma composti deboli come O2HH2O e forse O2H2H2O.

Proprietà chimiche.

Come già accennato, l'attività chimica dell'ossigeno è determinata dalla sua capacità di dissociarsi in atomi di O, che sono altamente reattivi. Solo i metalli e i minerali più attivi reagiscono con l'O 2 ad alte velocità a basse temperature. I metalli alcalini più attivi (sottogruppi IA) e alcuni metalli alcalino terrosi (sottogruppi IIA) formano perossidi come NaO 2 e BaO 2 con O 2 . Altri elementi e composti reagiscono solo con il prodotto di dissociazione O2. In condizioni adatte tutti gli elementi, esclusi i gas nobili ed i metalli Pt, Ag, Au, reagiscono con l'ossigeno. Anche questi metalli formano ossidi, ma in condizioni speciali.

La struttura elettronica dell'ossigeno (1s 2 2s 2 2p 4) è tale che l'atomo di O accetta due elettroni al livello esterno per formare un guscio elettronico esterno stabile, formando uno ione O 2–. Negli ossidi di metalli alcalini si formano prevalentemente legami ionici. Si può presumere che gli elettroni di questi metalli siano quasi interamente attratti dall'ossigeno. Negli ossidi di metalli e non metalli meno attivi, il trasferimento di elettroni è incompleto e la densità di carica negativa sull'ossigeno è meno pronunciata, quindi il legame è meno ionico o più covalente.

Quando i metalli vengono ossidati con l’ossigeno, viene rilasciato calore, la cui entità è correlata alla forza del legame M–O. Durante l'ossidazione di alcuni non metalli, viene assorbito calore, il che indica i loro legami più deboli con l'ossigeno. Tali ossidi sono termicamente instabili (o meno stabili degli ossidi con legami ionici) e spesso sono altamente reattivi. La tabella mostra per confronto i valori delle entalpie di formazione degli ossidi dei metalli più tipici, metalli di transizione e non metalli, elementi dei sottogruppi A e B (il segno meno indica il rilascio di calore).

Si possono trarre diverse conclusioni generali sulle proprietà degli ossidi:

1. Le temperature di fusione degli ossidi di metalli alcalini diminuiscono con l'aumentare del raggio atomico del metallo; COSÌ, T pl (Cs 2 O) t pl (Na 2 O). Gli ossidi in cui predomina il legame ionico hanno punti di fusione più elevati rispetto ai punti di fusione degli ossidi covalenti: T pl (Na2O) > T pl (SO2).

2. Gli ossidi di metalli reattivi (sottogruppi IA-IIIA) sono termicamente più stabili degli ossidi di metalli di transizione e non metalli. Gli ossidi di metalli pesanti nello stato di ossidazione più elevato in seguito alla dissociazione termica formano ossidi con stati di ossidazione inferiori (ad esempio, 2Hg 2+ O ® (Hg +) 2 O + 0,5O 2 ® 2Hg 0 + O 2). Tali ossidi in stati di ossidazione elevati possono essere buoni agenti ossidanti.

3. I metalli più attivi reagiscono con l'ossigeno molecolare a temperature elevate per formare perossidi:

Sr + O 2 ® SrO 2 .

4. Gli ossidi dei metalli attivi formano soluzioni incolori, mentre gli ossidi della maggior parte dei metalli di transizione sono colorati e praticamente insolubili. Le soluzioni acquose di ossidi metallici mostrano proprietà di base e sono idrossidi contenenti gruppi OH, e gli ossidi non metallici in soluzioni acquose formano acidi contenenti lo ione H +.

5. Metalli e non metalli dei sottogruppi A formano ossidi con uno stato di ossidazione corrispondente al numero del gruppo, ad esempio Na, Be e B formano Na 1 2 O, Be II O e B 2 III O 3 e non metalli IVA–VIIA dei sottogruppi C, N , S, Cl forma C IV O 2, N V 2 O 5, S VI O 3, Cl VII 2 O 7. Il numero di gruppo di un elemento è correlato solo allo stato di ossidazione massimo, poiché sono possibili ossidi con stati di ossidazione degli elementi inferiori. Nei processi di combustione dei composti, prodotti tipici sono gli ossidi, ad esempio:

2H2S+3O2®2SO2+2H2O

Le sostanze e gli idrocarburi contenenti carbonio, se riscaldati leggermente, si ossidano (bruciano) in CO 2 e H 2 O. Esempi di tali sostanze sono combustibili: legno, olio, alcoli (così come carbone: carbone, coke e carbone). Il calore derivante dal processo di combustione viene utilizzato per produrre vapore (e poi elettricità o destinato alle centrali elettriche), nonché per riscaldare le case. Le equazioni tipiche per i processi di combustione sono:

a) legno (cellulosa):

(C6H10O5) N + 6N O2®6 N CO2+5 N H 2 O + energia termica

b) petrolio o gas (benzina C 8 H 18 o gas naturale CH 4):

2C 8 H 18 + 25O 2 ® 16CO 2 + 18H 2 O + energia termica

CH 4 + 2O 2 ® CO 2 + 2H 2 O + energia termica

C 2 H 5 OH + 3O 2 ® 2CO 2 + 3H 2 O + energia termica

d) carbonio (carbone o carbone, coke):

2C + O 2 ® 2CO + energia termica

2CO + O 2 ® 2CO 2 + energia termica

Sono soggetti alla combustione anche numerosi composti contenenti C, H, N, O con un'elevata riserva di energia. L'ossigeno per l'ossidazione può essere utilizzato non solo dall'atmosfera (come nelle reazioni precedenti), ma anche dalla sostanza stessa. Per avviare una reazione è sufficiente una piccola attivazione della reazione, come un colpo o una scossa. In queste reazioni anche i prodotti della combustione sono ossidi, ma sono tutti gassosi e si espandono rapidamente all'elevata temperatura finale del processo. Pertanto, tali sostanze sono esplosive. Esempi di esplosivi sono la trinitroglicerina (o nitroglicerina) C 3 H 5 (NO 3) 3 e il trinitrotoluene (o TNT) C 7 H 5 (NO 2) 3.

Gli ossidi di metalli o non metalli con stati di ossidazione inferiori di un elemento reagiscono con l'ossigeno per formare ossidi di stati di ossidazione elevati di quell'elemento:

Gli ossidi naturali, ottenuti da minerali o sintetizzati, servono come materie prime per la produzione di molti metalli importanti, ad esempio ferro da Fe 2 O 3 (ematite) e Fe 3 O 4 (magnetite), alluminio da Al 2 O 3 (allumina ), magnesio da MgO (magnesia). Gli ossidi di metalli leggeri vengono utilizzati nell'industria chimica per produrre alcali o basi. Il perossido di potassio KO 2 ha un utilizzo insolito perché in presenza di umidità e per reazione con essa, libera ossigeno. Pertanto, KO 2 viene utilizzato nei respiratori per produrre ossigeno. L'umidità dell'aria espirata rilascia ossigeno nel respiratore e KOH assorbe CO 2 . Produzione di ossido di CaO e idrossido di calcio Ca(OH) 2 – produzione su larga scala nella tecnologia della ceramica e del cemento.

Acqua (ossido di idrogeno).

L'importanza dell'acqua H 2 O sia nella pratica di laboratorio per le reazioni chimiche che nei processi vitali richiede una considerazione speciale di questa sostanza (ACQUA, GHIACCIO E VAPORE). Come già accennato, durante l'interazione diretta di ossigeno e idrogeno si verificano ad esempio una scarica di scintilla, un'esplosione e la formazione di acqua e vengono rilasciati 143 kJ/(mol H 2 O).

La molecola d'acqua ha una struttura quasi tetraedrica, l'angolo H–O–H è 104° 30°. I legami nella molecola sono parzialmente ionici (30%) e parzialmente covalenti con un'alta densità di carica negativa sull'ossigeno e, di conseguenza, cariche positive sull'idrogeno:

A causa dell’elevata forza dei legami H–O, l’idrogeno è difficile da separare dall’ossigeno e l’acqua presenta proprietà acide molto deboli. Molte proprietà dell'acqua sono determinate dalla distribuzione delle cariche. Ad esempio, una molecola d'acqua forma un idrato con uno ione metallico:

L'acqua dona una coppia di elettroni ad un accettore, che può essere H +:

Oxoanioni e ossocazioni

– particelle contenenti ossigeno aventi carica residua negativa (ossoanioni) o residua positiva (ossocazioni). Lo ione O 2– ha un'elevata affinità (alta reattività) per particelle caricate positivamente come H +. Il rappresentante più semplice degli ossoanioni stabili è lo ione idrossido OH –. Ciò spiega l'instabilità degli atomi con un'elevata densità di carica e la loro parziale stabilizzazione a seguito dell'aggiunta di una particella con carica positiva. Pertanto, quando un metallo attivo (o il suo ossido) agisce sull'acqua, si forma OH– e non O 2–:

2Na + 2H 2 O ® 2Na + + 2OH – + H 2

Na2O+H2O®2Na++2OH –

Gli ossoanioni più complessi si formano dall'ossigeno con uno ione metallico o una particella non metallica che ha una grande carica positiva, risultando in una particella a bassa carica che è più stabile, ad esempio:

Elementi situati nel sottogruppo principale del gruppo VI del sistema periodico di elementi di D. I. Mendeleev.

Un esame delle strutture atomiche degli elementi del sottogruppo principale del gruppo VI mostra che hanno tutti una struttura a sei elettroni dello strato esterno (Tabella 13) e, quindi, hanno valori di elettronegatività relativamente elevati. , ha la maggiore elettronegatività e la minima, il che è spiegato dalla variazione del raggio atomico. Il posto speciale dell'ossigeno in questo gruppo è sottolineato dal fatto che il tellurio può combinarsi direttamente con l'ossigeno, ma non può combinarsi tra loro.

Al gruppo appartengono anche elementi del gruppo dell'ossigeno R-elementi, poiché sono in fase di completamento R-conchiglia. Per tutti gli elementi della famiglia, ad eccezione dell'ossigeno stesso, 6 elettroni nello strato esterno sono elettroni di valenza.
Nelle reazioni redox, gli elementi del gruppo dell'ossigeno spesso mostrano proprietà ossidanti. Le proprietà più fortemente ossidanti sono espresse nell'ossigeno.
Tutti gli elementi del sottogruppo principale del gruppo VI sono caratterizzati da uno stato di ossidazione negativo pari a -2. Tuttavia per lo zolfo, il selenio e il tellurio sono possibili anche stati di ossidazione positivi (massimo +6).
La molecola di ossigeno, come ogni gas semplice, è biatomica, costruita secondo il tipo di legame covalente formato attraverso due coppie di elettroni. Pertanto, l'ossigeno è bivalente quando forma un ossigeno semplice.
Lo zolfo è una sostanza solida. La molecola contiene 8 atomi di zolfo (S8), ma sono collegati in una sorta di anello, in cui ciascun atomo di zolfo è collegato solo a due atomi vicini da un legame covalente

Pertanto, ciascun atomo di zolfo, avendo una coppia di elettroni in comune con due atomi vicini, è esso stesso bivalente. Molecole simili formano selenio (Se8) e tellurio (Te8).

■ 1. Scrivi una storia sul gruppo dell'ossigeno secondo il seguente piano: a) posizione nella tavola periodica; b) cariche di nuclei e. numero di neutroni nel nucleo; c) configurazioni elettroniche; d) struttura del reticolo cristallino; e) possibili stati di ossidazione dell'ossigeno e di tutti gli altri elementi di questo gruppo.
2. Quali sono le somiglianze e le differenze tra le strutture atomiche e le configurazioni elettroniche degli atomi degli elementi dei principali sottogruppi dei gruppi VI e VII?
3. Quanti elettroni di valenza hanno gli elementi del sottogruppo principale del gruppo VI?
4. Come dovrebbero comportarsi gli elementi del sottogruppo principale del gruppo VI nelle reazioni redox?
5. Quale degli elementi del sottogruppo principale del gruppo VI è il più elettronegativo?

Quando consideriamo gli elementi del sottogruppo principale del gruppo VI, incontriamo innanzitutto il fenomeno dell'allotropia. Lo stesso elemento allo stato libero può formare due o più sostanze semplici. Questo fenomeno è chiamato allotropia e loro stessi sono chiamati modificazioni allotropiche.

Scrivi questa frase sul tuo quaderno.

Ad esempio, l'elemento ossigeno è in grado di formare due elementi semplici: ossigeno e ozono.
Formula dell'ossigeno semplice O2, formula della sostanza semplice ozono O3. Le loro molecole sono costruite in modo diverso:

L'ossigeno e l'ozono sono modifiche allotropiche dell'elemento ossigeno.
Lo zolfo può anche formare diversi allotropi (modifiche). È noto lo zolfo ortorombico (ottaedrico), plastico e monoclino. Anche il selenio e il tellurio formano diversi allotropi. Va notato che il fenomeno dell'allotropia è caratteristico di molti elementi. Considereremo le differenze nelle proprietà delle diverse modifiche allotropiche durante lo studio degli elementi.

■ 6. Qual è la differenza tra la struttura di una molecola di ossigeno e la struttura di una molecola di ozono?

7. Che tipo di legame c'è nelle molecole di ossigeno e ozono?

Ossigeno. Proprietà fisiche, effetti fisiologici, l'importanza dell'ossigeno in natura

L'ossigeno è l'elemento più leggero del sottogruppo principale del gruppo VI. Il peso atomico dell'ossigeno è 15.994. 31.988. L'atomo di ossigeno ha il raggio più piccolo degli elementi di questo sottogruppo (0,6 Å). Configurazione elettronica dell'atomo di ossigeno: ls 2 2s 2 2p 4.

La distribuzione degli elettroni sugli orbitali del secondo strato indica che l'ossigeno ha due elettroni spaiati nei suoi orbitali p, che possono essere facilmente utilizzati per formare un legame chimico tra gli atomi. Stato di ossidazione caratteristico dell'ossigeno.
L'ossigeno è un gas incolore e inodore. È più pesante dell'aria, alla temperatura di -183° si trasforma in un liquido blu, mentre alla temperatura di -219° si solidifica.

La densità dell'ossigeno è 1,43 g/l. L'ossigeno è scarsamente solubile in acqua: 3 volumi di ossigeno si sciolgono in 100 volumi di acqua a 0°C. Pertanto, l'ossigeno può essere conservato in un gasometro (Fig. 34), un dispositivo per immagazzinare gas insolubili e leggermente solubili in acqua. Molto spesso, l'ossigeno viene immagazzinato in un gasometro.
Il gasometro è composto da due parti principali: il recipiente 1, che serve per immagazzinare il gas, e un grande imbuto 2 con un rubinetto e un lungo tubo che arriva quasi fino al fondo del recipiente 1 e serve per fornire acqua all'apparecchio. Il vaso 1 ha tre tubi: nel tubo 3 viene inserito un imbuto 2 con rubinetto, con superficie interna smerigliata, nel tubo 4 viene inserito un tubo di uscita del gas dotato di rubinetto; il tubo 5 in basso serve a far uscire l'acqua dal dispositivo durante la carica e la scarica. In un gasometro carico, il recipiente 1 è pieno di ossigeno. Sul fondo della nave si trova, in cui viene abbassata l'estremità del tubo a imbuto 2.

Riso. 34.
1 - recipiente di stoccaggio del gas; 2 - imbuto per l'approvvigionamento idrico; 3 - tubo con superficie rettificata; 4 - tubo per la rimozione del gas; 5 - tubo per il rilascio dell'acqua durante la ricarica del dispositivo.

Se hai bisogno di ottenere ossigeno da un gasometro, apri prima il rubinetto a imbuto e comprimi leggermente l'ossigeno nel gasometro. Successivamente aprire la valvola sul tubo di uscita del gas, attraverso il quale esce l'ossigeno, spostato dall'acqua.

Nell'industria, l'ossigeno viene immagazzinato in bombole di acciaio allo stato compresso (Fig. 35, a) o in forma liquida in “serbatoi” di ossigeno (Fig. 36).

Riso. 35. Palloncino ad ossigeno

Annota dal testo i nomi dei dispositivi destinati alla conservazione dell'ossigeno.
L'ossigeno è l'elemento più comune. Costituisce quasi il 50% del peso dell'intera crosta terrestre (Fig. 37). Il corpo umano contiene il 65% di ossigeno, che fa parte di varie sostanze organiche da cui sono costituiti tessuti e organi. L'acqua contiene circa l'89% di ossigeno. Nell'atmosfera l'ossigeno rappresenta il 23% in peso e il 21% in volume. L'ossigeno fa parte di un'ampia varietà di rocce (ad esempio calcare, gesso, marmo CaCO3, sabbia SiO2), minerali di vari metalli (minerale di ferro magnetico Fe3O4, minerale di ferro marrone 2Fe2O3 nH2O, minerale di ferro rosso Fe2O3, bauxite Al2O3 nH2O, ecc. .). L'ossigeno fa parte della maggior parte delle sostanze organiche.

Il significato fisiologico dell'ossigeno è enorme. È l'unico gas che gli organismi viventi possono utilizzare per respirare. La mancanza di ossigeno provoca la cessazione dei processi vitali e la morte del corpo. Senza ossigeno, una persona può vivere solo pochi minuti. Durante la respirazione, viene assorbito l'ossigeno, che prende parte ai processi redox che si verificano nel corpo, e vengono rilasciati prodotti di ossidazione delle sostanze organiche: anidride carbonica e altre sostanze. Sia gli organismi viventi terrestri che quelli acquatici respirano ossigeno: quelli terrestri - con ossigeno atmosferico libero e quelli acquatici - con ossigeno disciolto nell'acqua.
In natura si verifica una sorta di ciclo dell'ossigeno. L'ossigeno dall'atmosfera viene assorbito da animali, piante, esseri umani e viene speso nei processi di combustione del carburante, nel decadimento e in altri processi ossidativi. L'anidride carbonica e l'acqua formate durante il processo di ossidazione vengono consumate dalle piante verdi, nelle quali, con l'aiuto della clorofilla fogliare e dell'energia solare, viene effettuato il processo di fotosintesi, cioè la sintesi di sostanze organiche da anidride carbonica e acqua, accompagnata mediante il rilascio di ossigeno.
Per fornire ossigeno a una persona sono necessarie le chiome di due grandi alberi. Le piante verdi mantengono una composizione costante dell'atmosfera.

■ 8. Qual è l'importanza dell'ossigeno nella vita degli organismi viventi?
9. Come viene reintegrato l'apporto di ossigeno nell'atmosfera?

Proprietà chimiche dell'ossigeno

L'ossigeno libero, quando reagisce con sostanze semplici e complesse, di solito si comporta come.

Riso. 37.

Lo stato di ossidazione che acquisisce in questo caso è sempre -2. Molti elementi interagiscono direttamente con l'ossigeno, ad eccezione dei metalli nobili, degli elementi con valori di elettronegatività prossimi all'ossigeno () e degli elementi inerti.
Di conseguenza, si formano composti di ossigeno con sostanze semplici e complesse. Molti bruciano nell'ossigeno, anche se nell'aria non bruciano o bruciano molto debolmente. brucia in ossigeno con una fiamma gialla brillante; questo produce perossido di sodio (Fig. 38):
2Na + O2 =Na2O2,
Lo zolfo brucia nell'ossigeno con una fiamma blu brillante per formare anidride solforosa:
S + O2 = SO2
Il carbone brucia a malapena nell'aria, ma nell'ossigeno diventa molto caldo e brucia per formare anidride carbonica (Fig. 39):
C + O2 = CO2

Riso. 36.

Brucia in ossigeno con una fiamma bianca, abbagliante e luminosa, e si forma pentossido di fosforo bianco solido:
4P + 5O2 = 2P2O5
brucia in ossigeno, spargendo scintille e formando scaglie di ferro (Fig. 40).
Le sostanze organiche bruciano anche nell'ossigeno, ad esempio il metano CH4, la composizione del gas naturale: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
La combustione in ossigeno puro avviene in modo molto più intenso che in aria, e consente di ottenere temperature notevolmente più elevate. Questo fenomeno viene utilizzato per intensificare una serie di processi chimici e una combustione più efficiente del carburante.
Nel processo di respirazione, l'ossigeno si combina con l'emoglobina nel sangue per formare l'ossiemoglobina, che, essendo un composto molto instabile, si decompone facilmente nei tessuti con formazione di ossigeno libero che va in ossidazione. Anche la decomposizione è un processo ossidativo che coinvolge l'ossigeno.
Riconoscono l'ossigeno puro introducendo una scheggia fumante nel vaso dove dovrebbe essere presente. Lampeggia intensamente: questo è un test di alta qualità per l'ossigeno.

■ 10. Come, avendo una scheggia a tua disposizione, puoi riconoscere l'ossigeno e l'anidride carbonica in diversi vasi? 11. Quale volume di ossigeno verrà utilizzato per bruciare 2 kg di carbone contenente il 70% di carbonio, il 5% di idrogeno, il 7% di ossigeno e il resto: componenti non combustibili?

Riso. 38. Combustione del sodio Riso. 39. Combustione del carbone Riso. 40. Combustione del ferro nell'ossigeno.

12. Sono sufficienti 10 litri di ossigeno per bruciare 5 g di fosforo?
13. 1 m3 di una miscela di gas contenente il 40% di monossido di carbonio, il 20% di azoto, il 30% di idrogeno e il 10% di anidride carbonica è stato bruciato in ossigeno. Quanto ossigeno è stato consumato?
14. È possibile essiccare l'ossigeno facendolo passare attraverso: a) acido solforico, b) cloruro di calcio, c) anidride fosforica, d) metallo?
15. Come liberare l'anidride carbonica dalle impurità dell'ossigeno e viceversa, come liberare l'ossigeno dalle impurità dell'anidride carbonica?
16. 20 litri di ossigeno contenente una miscela di anidride carbonica sono stati fatti passare attraverso 200 ml di 0,1 N. soluzione di bario. Di conseguenza, il catione Ba 2+ è stato completamente precipitato. Quanta anidride carbonica (in percentuale) conteneva l'ossigeno originale?

Ottenere ossigeno

L'ossigeno si ottiene in diversi modi. In laboratorio l'ossigeno viene ottenuto da sostanze contenenti ossigeno che possono facilmente scinderlo, ad esempio dal permanganato di potassio KMnO4 (Fig. 41) o dal sale di Berthollet KClO3:
2КМnО4 = K2MnO4 + МnО2 + O2

2КlO3 = 2Кl + O2
Quando si produce ossigeno dal sale di bertolite, deve essere presente un catalizzatore per accelerare la reazione: biossido di manganese. Il catalizzatore accelera la decomposizione e la rende più uniforme. Senza un catalizzatore può farlo

Riso. 41. Un dispositivo per la produzione di ossigeno utilizzando un metodo di laboratorio dal permanganato di potassio. 1 - permanganato di potassio; 2 - ossigeno; 3 - cotone idrofilo; 4 cilindri - raccolta.

se il sale Bertholet viene assunto in grandi quantità e soprattutto se contaminato da sostanze organiche può verificarsi un'esplosione.
L'ossigeno si ottiene anche dal perossido di idrogeno in presenza di un catalizzatore - biossido di manganese MnO2 secondo l'equazione:
2H2O2[MnO2] = 2H2O + O2

■ 17. Perché viene aggiunto MnO2 durante la decomposizione del sale di Berthollet?
18. L'ossigeno formato durante la decomposizione di KMnO4 può essere raccolto sopra l'acqua. Riflettetelo nello schema del dispositivo.
19. A volte, se il biossido di manganese non è disponibile in laboratorio, al sale di bertholtolo viene invece aggiunto un piccolo residuo dopo la calcinazione del permanganato di potassio. Perché è possibile una tale sostituzione?
20. Quale volume di ossigeno verrà rilasciato durante la decomposizione di 5 moli di sale Berthollet?

L'ossigeno può anche essere ottenuto dalla decomposizione dei nitrati quando riscaldato al di sopra del punto di fusione:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
Nell'industria, l'ossigeno è ottenuto principalmente dall'aria liquida. L'aria, convertita allo stato liquido, è sottoposta ad evaporazione. Innanzitutto evapora (il suo punto di ebollizione è 195,8°) e rimane ossigeno (il suo punto di ebollizione è -183°). In questo modo si ottiene l'ossigeno in forma quasi pura.
A volte, se è disponibile elettricità a basso costo, l’ossigeno viene ottenuto mediante elettrolisi dell’acqua:
H2O ⇄ H + + OH —
N + + e— → Í 0
al catodo
2OH — — e— → H2O+O; 2O = O2
all'anodo

■ 21. Elenca i metodi di laboratorio e industriali a te noti per la produzione di ossigeno. Annotateli sul vostro quaderno, accompagnando ogni metodo con l'equazione di reazione.
22. Le reazioni vengono utilizzate per produrre l'ossidoriduzione dell'ossigeno? Dare una risposta motivata.
23. Sono stati prelevati 10 g delle seguenti sostanze; permanganato di potassio, sale di Berthollet, nitrato di potassio. In quale caso sarà possibile ottenere il maggior volume di ossigeno?
24. 1 g di carbone è stato bruciato in ossigeno ottenuto riscaldando 20 g di permanganato di potassio. Quale percentuale del permanganato è stata decomposta?

L’ossigeno è l’elemento più abbondante in natura. È ampiamente utilizzato in medicina, chimica, industria, ecc. (Fig. 42).

Riso. 42. Utilizzo dell'ossigeno.

I piloti ad alta quota, le persone che lavorano in un'atmosfera di gas nocivi e coloro che sono impegnati in lavori sotterranei e subacquei utilizzano dispositivi ad ossigeno (Fig. 43).

Nei casi in cui ciò sia difficile a causa di una particolare malattia, alla persona viene somministrato ossigeno puro da respirare da una borsa di ossigeno o posta in una tenda ad ossigeno.
Attualmente, l'aria arricchita di ossigeno o l'ossigeno puro sono ampiamente utilizzati per intensificare i processi metallurgici. I cannelli ossigeno-idrogeno e ossiacetilenici vengono utilizzati per la saldatura e il taglio dei metalli. Impregnando sostanze infiammabili con ossigeno liquido: segatura, polvere di carbone, ecc., si ottengono miscele esplosive chiamate ossiliquiti.

■ 25. Disegna una tabella sul tuo quaderno e compilala.

Ozono O3

Come già accennato, l'elemento ossigeno può formare un'altra modificazione allotropica: l'ozono O3. L'ozono bolle a -111° e solidifica a -250°. Allo stato gassoso è blu, allo stato liquido è blu. l'ozono nell'acqua è molto superiore all'ossigeno: 45 volumi di ozono si dissolvono in 100 volumi di acqua.

L'ozono differisce dall'ossigeno in quanto la sua molecola è composta da tre anziché due atomi. Per questo motivo la molecola di ossigeno è molto più stabile della molecola di ozono. L’ozono si decompone facilmente secondo l’equazione:
O3 = O2 + [O]

Il rilascio di ossigeno atomico durante la decomposizione dell'ozono lo rende un agente ossidante molto più forte dell'ossigeno. L'ozono ha un odore fresco ("ozono" nella traduzione significa "odore"). In natura si forma sotto l'influenza di una scarica elettrica silenziosa e nelle pinete. Si consiglia ai pazienti con malattie polmonari di trascorrere più tempo nelle pinete. Tuttavia, l'esposizione prolungata ad un'atmosfera altamente arricchita di ozono può avere un effetto tossico sull'organismo. L'avvelenamento è accompagnato da vertigini, nausea e sangue dal naso. Con l'avvelenamento cronico possono verificarsi malattie cardiache.
In laboratorio l'ozono viene ottenuto dall'ossigeno negli ozonizzatori (Fig. 44). L'ossigeno viene fatto passare nel tubo di vetro 1, avvolto all'esterno con il filo 2. Il filo 3 corre all'interno del tubo. Entrambi questi fili sono collegati ai poli di una sorgente di corrente che crea un'alta tensione sugli elettrodi indicati. Tra gli elettrodi si verifica una scarica elettrica silenziosa, a causa della quale si forma ozono dall'ossigeno.

Figura 44; Ozonizzatore. 1 - contenitore di vetro; 2 - avvolgimento esterno; 3 fili all'interno del tubo; 4 - soluzione di ioduro di potassio con amido

3O2 = 2O3
L’ozono è un agente ossidante molto forte. Reagisce in modo molto più energetico dell'ossigeno ed è generalmente molto più attivo dell'ossigeno. Ad esempio, a differenza dell'ossigeno, può sostituire l'acido iodidrico o i sali ioduro:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2

Nell'atmosfera c'è pochissimo ozono (circa un milionesimo di punto percentuale), ma svolge un ruolo significativo nell'assorbire i raggi ultravioletti del sole, motivo per cui raggiungono la terra in quantità minori e non hanno un effetto dannoso sulla vita organismi.
L'ozono viene utilizzato in piccole quantità soprattutto per il condizionamento dell'aria e anche in chimica.

■ 26. Cosa sono le modificazioni allotropiche?
27. Perché la carta di amido di iodio diventa blu sotto l'influenza dell'ozono? Dare una risposta motivata.
28. Perché una molecola di ossigeno è molto più stabile di una molecola di ozono? Motiva la tua risposta in termini di struttura intramolecolare.

DEFINIZIONE

Ossigeno- l'ottavo elemento della tavola periodica. Designazione - O dal latino “oxygenium”. Situato nel secondo periodo, gruppo VIA. Si riferisce ai non metalli. La carica nucleare è 8.

L'ossigeno è l'elemento più comune nella crosta terrestre. Allo stato libero si trova nell'aria atmosferica; in forma legata fa parte dell'acqua, dei minerali, delle rocce e di tutte le sostanze di cui sono costituiti gli organismi vegetali e animali. La frazione di massa dell'ossigeno nella crosta terrestre è di circa il 47%.

Nella sua forma semplice, l'ossigeno è un gas incolore e inodore. È leggermente più pesante dell'aria: la massa di 1 litro di ossigeno in condizioni normali è 1,43 g e 1 litro di aria è 1,293 g. L'ossigeno si dissolve in acqua, anche se in piccole quantità: 100 volumi di acqua a 0 o C si sciolgono 4,9 e a 20 o C - 3,1 volumi di ossigeno.

Massa atomica e molecolare dell'ossigeno

DEFINIZIONE

Massa atomica relativa A rè la massa molare di un atomo di una sostanza divisa per 1/12 della massa molare di un atomo di carbonio-12 (12 C).

La massa atomica relativa dell'ossigeno atomico è 15.999 amu.

DEFINIZIONE

Peso molecolare relativo M rè la massa molare di una molecola divisa per 1/12 della massa molare di un atomo di carbonio-12 (12 C).

Questa è una quantità adimensionale. È noto che la molecola di ossigeno è biatomica - O 2. La massa molecolare relativa di una molecola di ossigeno sarà uguale a:

Mr(O2) = 15.999 × 2 ≈32.

Allotropia e modificazioni allotropiche dell'ossigeno

L'ossigeno può esistere sotto forma di due modifiche allotropiche: ossigeno O 2 e ozono O 3 (le proprietà fisiche dell'ossigeno sono descritte sopra).

In condizioni normali, l’ozono è un gas. Può essere separato dall'ossigeno mediante forte raffreddamento; l'ozono si condensa in un liquido blu, bollente a (-111,9 o C).

La solubilità dell'ozono in acqua è molto maggiore di quella dell'ossigeno: 100 volumi di acqua a 0°C sciolgono 49 volumi di ozono.

La formazione di ozono dall'ossigeno può essere espressa dall'equazione:

3O2 = 2O3 - 285 kJ.

Isotopi dell'ossigeno

È noto che in natura l'ossigeno si può trovare sotto forma di tre isotopi 16 O (99,76%), 17 O (0,04%) e 18 O (0,2%). I loro numeri di massa sono rispettivamente 16, 17 e 18. Il nucleo di un atomo dell'isotopo dell'ossigeno 16 O contiene otto protoni e otto neutroni, e gli isotopi 17 O e 18 O contengono lo stesso numero di protoni, nove e dieci neutroni, rispettivamente.

Esistono dodici isotopi radioattivi dell'ossigeno con numero di massa da 12 a 24, di cui l'isotopo più stabile 15 O con un tempo di dimezzamento di 120 s.

Ioni di ossigeno

Il livello energetico esterno dell'atomo di ossigeno ha sei elettroni, che sono elettroni di valenza:

1s 2 2s 2 2p 4 .

La struttura dell'atomo di ossigeno è mostrata di seguito:

Come risultato dell’interazione chimica, l’ossigeno può perdere i suoi elettroni di valenza, cioè essere il loro donatore e trasformarsi in ioni caricati positivamente o accettare elettroni da un altro atomo, ad es. essere il loro accettore e trasformarsi in ioni caricati negativamente:

O 0 +2e → O 2- ;

O 0 -1e → O 1+ .

Molecola e atomo di ossigeno

La molecola di ossigeno è composta da due atomi: O 2. Ecco alcune proprietà che caratterizzano l'atomo e la molecola di ossigeno:

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1

Uno degli elementi più importanti del nostro pianeta è l’ossigeno. Le proprietà chimiche di questa sostanza le consentono di partecipare ai processi biologici e la sua maggiore attività rende l'ossigeno un partecipante significativo in tutte le reazioni chimiche conosciute. Allo stato libero, questa sostanza è disponibile nell'atmosfera. Allo stato legato, l'ossigeno fa parte di minerali, rocce e sostanze complesse che compongono vari organismi viventi. La quantità totale di ossigeno sulla Terra è stimata al 47% della massa totale del nostro pianeta.

Designazione dell'ossigeno

Nella tavola periodica, l'ossigeno occupa l'ottava cella di questa tabella. Il suo nome internazionale è oxigenium. Nelle notazioni chimiche è indicato con la lettera latina "O". L'ossigeno atomico non si trova nell'ambiente naturale; le sue particelle si combinano per formare molecole di gas accoppiate, il cui peso molecolare è di 32 g/mol.

Aria e ossigeno

L'aria è una miscela di diversi gas comuni sulla Terra. La maggior parte dell'azoto nella massa d'aria è pari al 78,2% in volume e al 75,5% in massa. L'ossigeno è solo al secondo posto in volume - 20,9% e in massa - 23,2%. Il terzo posto è assegnato ai gas nobili. Le restanti impurità - anidride carbonica, vapore acqueo, polvere, ecc. - occupano solo frazioni percentuali della massa d'aria totale.

L'intera massa di ossigeno naturale è una miscela di tre isotopi: 16 O, 17 O, 18 O. La percentuale di questi isotopi nella massa totale di ossigeno è rispettivamente del 99,76%, 0,04% e 0,2%.

Proprietà fisiche e chimiche dell'ossigeno

Un litro d'aria in condizioni normali pesa 1.293 g. Quando la temperatura scende a -140⁰C, l'aria diventa un liquido trasparente incolore. Nonostante il suo basso punto di ebollizione, l'aria può essere mantenuta allo stato liquido anche a temperatura ambiente. Per fare ciò, il liquido deve essere posto in un cosiddetto pallone Dewar. L'immersione nell'ossigeno liquido modifica radicalmente le normali proprietà degli oggetti.

L'ossigeno si dissolve nell'acqua, anche se in piccole quantità: l'acqua di mare contiene il 3-5% di ossigeno. Ma anche una quantità così piccola di questo gas ha dato origine all'esistenza di pesci, molluschi e vari organismi marini che ottengono ossigeno dall'acqua per mantenere i propri processi di supporto vitale.

Struttura dell'atomo di ossigeno

Le proprietà descritte dell'ossigeno sono spiegate principalmente dalla struttura interna di questo elemento.

L'ossigeno appartiene al sottogruppo principale del sesto gruppo di elementi della tavola periodica. La nuvola elettronica esterna di un elemento contiene sei elettroni, quattro dei quali occupano gli orbitali p e i restanti due si trovano negli orbitali s. Questa struttura interna provoca grandi dispendi energetici volti a rompere i legami elettronici: è più facile per l'atomo di ossigeno prendere in prestito due elettroni mancanti nell'orbitale esterno piuttosto che rinunciare ai suoi sei. Pertanto, la covalenza dell'ossigeno nella maggior parte dei casi è due. Grazie a due elettroni liberi, l'ossigeno forma facilmente molecole biatomiche, caratterizzate da un'elevata forza di legame. Solo con un'energia applicata superiore a 498 J/mol le molecole si disintegrano e si forma ossigeno atomico. Le proprietà chimiche di questo elemento gli permettono di reagire con tutte le sostanze conosciute, esclusi elio, neon e argon. La velocità di interazione dipende dalla temperatura di reazione e dalla natura della sostanza.

Proprietà chimiche dell'ossigeno

L'ossigeno reagisce con varie sostanze per formare ossidi e queste reazioni sono caratteristiche sia dei metalli che dei non metalli. I composti dell'ossigeno con i metalli sono chiamati ossidi basici: esempi classici sono l'ossido di magnesio e l'ossido di calcio. L'interazione degli ossidi metallici con l'acqua porta alla formazione di idrossidi, confermando le proprietà chimiche attive dell'ossigeno. Con i non metalli, questa sostanza forma ossidi acidi, ad esempio il triossido di zolfo SO 3. Quando questo elemento reagisce con l'acqua, si ottiene l'acido solforico.

Attività chimica

L'ossigeno interagisce direttamente con la stragrande maggioranza degli elementi. Le eccezioni sono oro, alogeni e platino. L'interazione dell'ossigeno con determinate sostanze è notevolmente accelerata in presenza di catalizzatori. Ad esempio, una miscela di idrogeno e ossigeno in presenza di platino reagisce anche a temperatura ambiente. Con un'esplosione assordante, la miscela si trasforma in acqua normale, una componente importante della quale è l'ossigeno. Le proprietà chimiche e l'elevata attività dell'elemento spiegano il rilascio di grandi quantità di luce e calore, motivo per cui le reazioni chimiche con l'ossigeno sono spesso chiamate combustione.

La combustione nell'ossigeno puro avviene molto più intensamente che nell'aria, sebbene la quantità di calore rilasciata durante la reazione sarà approssimativamente la stessa, ma il processo procede molto più velocemente a causa dell'assenza di azoto e la temperatura di combustione diventa più alta.

Ottenere ossigeno

Nel 1774, lo scienziato inglese D. Priestley isolò un gas sconosciuto dalla reazione di decomposizione dell'ossido di mercurio. Ma lo scienziato non ha collegato il gas rilasciato con una sostanza già nota che fa parte dell'aria. Solo pochi anni dopo, il grande Lavoisier studiò le proprietà fisico-chimiche dell'ossigeno ottenuto in questa reazione e dimostrò la sua identità con il gas che fa parte dell'aria. Nel mondo moderno, l'ossigeno si ottiene dall'aria. Nei laboratori utilizzo l'ossigeno industriale, che viene fornito in bombole ad una pressione di circa 15 MPa. L'ossigeno puro può essere ottenuto anche in condizioni di laboratorio; il metodo standard per ottenerlo è la decomposizione termica del permanganato di potassio, che procede secondo la formula:

Produzione di ozono

Se l'elettricità viene fatta passare attraverso l'ossigeno o l'aria, nell'atmosfera apparirà un odore caratteristico, che preannuncia la comparsa di una nuova sostanza: l'ozono. L'ozono può essere ottenuto anche dall'ossigeno chimicamente puro. La formazione di questa sostanza può essere espressa dalla formula:

Questa reazione non può procedere in modo indipendente, è necessaria energia esterna per il suo completamento con successo. Ma la conversione inversa dell’ozono in ossigeno avviene spontaneamente. Le proprietà chimiche dell'ossigeno e dell'ozono differiscono in molti modi. L'ozono differisce dall'ossigeno per densità, punti di fusione e di ebollizione. In condizioni normali, questo gas è di colore blu e ha un odore caratteristico. L'ozono ha una maggiore conduttività elettrica ed è più solubile in acqua dell'ossigeno. Le proprietà chimiche dell'ozono sono spiegate dal processo della sua decomposizione: durante la decomposizione di una molecola di questa sostanza, si forma una molecola biatomica di ossigeno più un atomo libero di questo elemento, che reagisce in modo aggressivo con altre sostanze. Ad esempio è nota la reazione tra ozono e ossigeno: 6Ag+O 3 =3Ag 2 O

Ma l'ossigeno normale non si combina con l'argento nemmeno a temperature elevate.

In natura, il decadimento attivo dell'ozono è irto della formazione dei cosiddetti buchi dell'ozono, che minacciano i processi vitali sul nostro pianeta.

DEFINIZIONE

Ossigeno- l'ottavo elemento della tavola periodica. Si riferisce ai non metalli. Situato nel secondo periodo del VI gruppo A sottogruppo.

Il numero di serie è 8. La carica nucleare è +8. Peso atomico: 15.999 amu. In natura esistono tre isotopi dell'ossigeno: 16 O, 17 O e 18 O, di cui il più comune è il 16 O (99,762%).

Struttura elettronica dell'atomo di ossigeno

L'atomo di ossigeno ha due gusci, come tutti gli elementi situati nel secondo periodo. Il numero del gruppo -VI (calcogeni) - indica che il livello elettronico esterno dell'atomo di azoto contiene 6 elettroni di valenza. Ha un elevato potere ossidante (superiore solo per il fluoro).

Riso. 1. Rappresentazione schematica della struttura dell'atomo di ossigeno.

La configurazione elettronica dello stato fondamentale è scritta come segue:

1s 2 2s 2 2p 4 .

L'ossigeno è un elemento della famiglia p. Il diagramma energetico per gli elettroni di valenza nello stato non eccitato è il seguente:

L'ossigeno ha 2 coppie di elettroni accoppiati e due elettroni spaiati. In tutti i suoi composti, l'ossigeno mostra valenza II.

Riso. 2. Rappresentazione spaziale della struttura dell'atomo di ossigeno.

Esempi di risoluzione dei problemi

ESEMPIO 1