Оттегі - оттегі формуласы. Оттегі молекуласы

Жердегі барлық заттардың арасында өмірдің қаншалықты қамтамасыз ететін ерекше орыны - оттегі газы. Бұл біздің планетамызды басқалармен қатар ерекше етеді. Әлемдегі осы заттың арқасында көптеген әдемі жаратылыстар бар: өсімдіктер, жануарлар, адамдар. Оттегі - бұл өте алмастырылмайтын, бірегей және аса маңызды қосылыс. Сондықтан, қандай қасиеттер бар екенін білуге тырысыңыз.

Химиялық элемент оттегі: тән

Бастау үшін, біз осы элементтің орналасқан жерін кезеңдік кестеде сипаттай аламыз. Мұны бірнеше затпен жасауға болады.

1. Сериялық нөмір - 8.
2. Атом массасы - 15.99903.
3. Ол жүйенің екінші кезеңіндегі негізгі кіші топтың алтыншы тобында орналасқан.
4. Ядроның заряды +8, протон саны 8, электрондардың саны 8, ал нейтрондар саны 8-ге тең. Осылайша, қос тоғандар сиқырлы саны алынады, сондықтан ¹⁶ О негізгі изотоптық формасының тұрақтылығы байқалады.
5. Элементтің латын атауы - оттегі. Орыс - оттегі, бұл атау «қышқылдарды тудыру» деген тіркесінен қалыптасады. Сондай-ақ синонимі бар, кейде ол оттегі деп аталады.

Атомның электрондық құрылымын талдауға ерекше көңіл бөлінуі керек, өйткені ол молекуланың тұрақтылығын және физикалық және химиялық қасиеттерін суреттейді.

Молекуланың құрылымы

Атомның электрондық конфигурациясы 1s ² 2s ² 2p ⁴ формуласымен берілген. Осы жазбадан энергия деңгейінің аяқталуына дейін және оттегінің октетінің құрылуына дейін екі оттегіде екі электрон жетіспейді. Бұл келесі сипаттамаларды түсіндіреді:

• Оттегі молекуласы диатомды болып табылады;
• Элементтің тотығу дәрежесі әрдайым -2 (асқын және фторлы оксидті қоспағанда, ол тиісінше -1 және +2 өзгереді);
• Ең күшті оксидант;
• Қалыпты жағдайларда тіпті оңай әрекет етеді;
• Жарылғыш заттарды құруға қабілетті.

Енді құрылымның мәселесін қарастырыңыз. Оттегі молекуласы қалай қалыптасады? Біріншіден, білім механизмі ковалентті емес полярлы емес, яғни әрбір атомның электронизациялауына байланысты. Осылайша, байланыс ковалентті емес полярлы емес. Бұл жағдайда екі есе көп, себебі әрбір атомның сыртқы деңгейде екі электроны жоқ. Сіз оттегінің қалай көрінетінін өте оңай көрсете аласыз. Формула келесідей: O ₂ немесе O = O.

Мұндай байланыстың болуына байланысты молекула өте тұрақты. Көптеген реакциялар үшін оған ерекше жағдайлар қажет: қысымның көтерілуі, жылыту, катализаторларды қолдану.

Химиялық элемент ретінде оттегі үш табиғи изотопты бар атомы болып табылады. Олардың массасы - 16, 17, 18, бірақ пайыздық қатынасы ¹⁶ О 99,759% -дан көп, ал қалғаны 0,5% -дан аз. Сондықтан ең таралған және тұрақты изотоп 16 массасы бар.

Қарапайым оттегі зат

Егер бұл элемент туралы қарапайым байланыс ретінде айтатын болсақ, онда қарапайым жағдайда бірден біріктірілген күйді белгілеу керек. Оттегі - бұл дәмі, түсі, иісі жоқ газ. Диатомиялық молекула - планетада ең көп зат, ол сутек пен гелийдің асыл газынан кейін.

Бұл заттың басқа жиынтық жайлары бар. Демек, -183 ^° C теріс температурада оттегі әдемі көк сұйықтыққа айналады. Егер табалдырық -200 ° C-тан асатын болса, онда сұйықтық моноклиниялық инелер тәрізді пішіндегі ашық көк түсті кристалдарға түседі.

Қатты күйде оттектің болуының үш негізгі түрі бар.

1. Альфа формасы (α-O ₂ ). 200 ⁰ С төмен температурада болады.
2. Бета пішіні (β-O ₂ ). Температураның диапазоны -200-400 ^° C.
3. Гамма пішіні (γ-O ₂ ). Аралық -400-ден бастап -500 ⁰ C.

Оттегі - маңызды және маңызды газдардың бірі. Жер бетіндегі тіршілік иелері үшін ғана емес, табиғат үшін де. Табиғи минералды немесе құрамды элемент ретінде қарастырылмайтын қосылысты айту қиын.

Ашылу тарихы

Эфирде жану процестерін қолдайтын газ бар екендігі туралы бірінші рет VIII ғасырда пайда болды. Алайда, оны зерделеу, бар екенін дәлелдеу және оны ашу техникалық мүмкіндік емес. Мыңжылдықтардан кейін, 18 ғасырда бұл бірнеше ғалымдардың жұмысының арқасында жүзеге асты.

1. 1771 Карл Шайле эксперименттік түрде ауа құрамын құрды және негізгі екі газдың оттегі және азот екендігін анықтады.
2. Пьер Байен сынаптың және оның оксидінің ыдырауына арналған эксперименттер жүргізеді және нәтижелерін ресми түрде жазады.
3. 1773 Sheele оттегі элементін ресми түрде ашады, бірақ оны таза түрде қабылдамайды.
4. 1774 Priestley, Scheele қарамастан, ол жасай алады және сынап оксиді ыдырау арқылы таза оттегі алады.
5. 1775 Антуан Лавуазье осы элементке ат беріп, жүз жылдан астам уақыттан бері жану теориясы жасайды.
6. 1898 Томпсон қоғамның атмосфераға көміртегі диоксидінің үлкен эмиссиясы себебінен ауаның оттегімен аяқталуы мүмкін деп ойлайды.
7. Сол жылы Тимирязев керісінше дәлелдейді, себебі ол оттегі жеткізушісі планетаның жасыл өсімдіктерін білдіреді.

Осылайша, кислородтың қандай маңызды және маңызды газ екендігі белгілі болды. Заттардың физикалық және химиялық қасиеттерін зерттегеннен кейін оны дайындау әдістері қарастырылған, судағы, жер қыртысының, атмосфераның және планетаның басқа жерлерінің жуықтағы мазмұны есептелген.

Физикалық қасиеттері

Біз негізгі құрамдас бөліктерді сипаттап бере аламыз.

1. Оттегі - қарапайым шарттарда газ, ол ауаның құрамдас бөлігі (21%). Түсі, дәмі мен иісі жоқ. Ауадан нашар, суда нашар еритін.
2. Органикалық заттарда еритін көмір мен метал ұнтақтары белсенді түрде сіңеді.
3. Қайнау температурасы -183 ^° C.
4. Еріту: -218,35 ^° C
5. Тығыздығы 0,0014 г / см3.
6. Кристалды тор молекулярлық болып табылады.

Оттегі сұйық күйде парамагнитикалық қасиетке ие.

Химиялық қасиеттері

Осы газдың қаншалықты белсенді екендігі туралы, басқа заттармен реакцияда қалай әрекет ететіндігі жөнінде химия бойынша толығырақ айтылады. Күкірт қышқылданудың бірнеше дәрежесін көрсете алады, дегенмен, ең жиі - 2, ол тұрақты болып саналады. Бұдан басқа, мәндер төмендегідей қосылыстар бар:

• -1;
• -0,5;
• -1/3;
• +0,5;
• +1;
• +2.

Химиялық белсенділік электронның жоғары жақындығымен түсіндіріледі, өйткені дауыс берудің электрөлшемділік мәні - 3.44. Фторидте ғана жоғары (4). Сондықтан оттегі - өте күшті оксидант. Сонымен қатар, әлдеқайда күшті оксиданттармен реакцияда оң тотығу күйін көрсететін қалпына келтіру агенті ретінде әрекет етеді. Мысалы, фторлы оксиді O ⁺² F ₂ ^- .

Оттегінің құрамына кіретін көптеген қосылыстар бар. Бұл заттардың сыныптары, мысалы:

• Оксидтер;
• Пероксидтер;
• Озонидтер;
• Суперпероксидтер;
• Қышқылдар;
• Негіздер;
• Тұздар;
• Органикалық молекулалар.

Барлық элементтері бар, оттегі қалыпты жағдайда реакцияға қабілетті, асыл металдар, гелий, неон, аргон және галогендерден басқа. Инертті газдар кез-келген жағдайда өзара әрекеттеседі.

Өнеркәсіпте алу

Ауадағы және судағы оттегі мөлшері соншалықты үлкен (тиісінше 21 және 88%), оны синтездеудің негізгі индустриялық әдісі - сұйық ауаны бөлшектеу және суды электролиздеу.

Бірінші әдіс әсіресе жиі қолданылады. Өйткені, газдың көп бөлігі ауадан оқшаулануы мүмкін. Алайда ол мүлдем таза болмайды. Егер жоғары сапалы өнім талап етілсе, онда электролиз процестері іске қосылады. Бұл үшін шикізат су немесе сілтілі болып табылады. Натрий немесе калий гидроксиді ерітіндінің электр өткізгіштігін арттыру үшін қолданылады. Тұтастай алғанда, процестің мәні судың ыдырауына дейін азаяды.

Зертханаға кіру

Зертханалық әдістердің арасында жылу өңдеу әдісі кеңінен таралған:

• Пероксидтер;
• Оттегі құрамындағы қышқылдардың тұздары.

Жоғары температура кезінде олар газ тәріздес оттегін босату арқылы ыдырайды. Процесс көбіне марганец оксиді (IV) катализдейді. Оттегі судың ығысуы арқылы жиналады, және ол анықтайды - жұмсақ лобпен. Өздеріңіз білетіндей, оттегі атмосферасында жалын ашық жарқырайды.

Мектептегі химия сабақтарында оттегін алу үшін пайдаланылатын тағы бір зат - сутегі пероксиді. Катализатордың әсерінен тіпті 3% ерітінді таза газдың босатылуымен тез арада ыдырайды. Тек жинау керек. Катализатор бірдей - марганец оксиді MnO ₂ .

Ең жиі қолданылатын тұздардың арасында:

• Бертолец тұзы немесе калий хлораты;
• Калий перманганаты немесе марганец.

Процесті сипаттау үшін теңдеуді бере аламыз. Оттегі зертханалық және зерттеу қажеттіліктеріне жеткілікті:

2KClO ₃ = 2KCl + 3O ₂ ↑.

Оттегінің аллотропты өзгеруі

Оттегі бар бір аллотроптық өзгеріс бар. Бұл қосылыстың формуласы O3, ол озон деп аталады. Бұл ауадағы оттегінің ультракүлгін және найзағай шығарындыларының әсерінен табиғи жағдайда қалыптасатын газ. O _2- ден айырмашылығы, озонның жаңбырдан кейін найзағайдан және күн күркірімен ауадан сезінетін балғындықтың жағымды иісі бар.

Оттегінің және озонның арасындағы айырмашылық тек молекулада атомдардың саны ғана емес, сонымен қатар кристалды тордың құрылымында. Химиялық жағынан, озон - күшті тотықтырғыш.

Оттегі - ауаның құрамдас бөлігі

Табиғаттағы оттегінің таралуы өте кең. Оттегінің құрамында:

• Тастар мен минералдар;
• Су тұзды және балғын;
• Топырақ;
• Өсімдіктер мен жануарлар ағзалары;
• Ауа атмосфераны қоса алғанда.

Жердің барлық қабықтары - литосфера, гидросфера, атмосфера және биосфера бар. Әсіресе оның мазмұны маңызды. Өмірдің, соның ішінде адамның, біздің планетамызда өмір сүруіне мүмкіндік беретін фактор.

Біз тыныс алатын ауаның құрамы өте әртүрлі. Ол тұрақты құрамдастар мен айнымалы мәндерді қамтиды. Өзгеріссіз және үнемі қатысқандар:

• көміртегі диоксиді;
• Оттегі;
• Азот;
• Аттас газдар.

Айнымалыларға су буы, шаңның бөлшектері, сыртқы газдар (сарқу, жану өнімдері, шірік және т.б.), өсімдік тозаңы, бактериялар, саңырауқұлақтар және басқалары кіреді.

Табиғаттағы оттегі маңыздылығы

Табиғатта қанша оттегі бар екендігі өте маңызды. Белгілі бір планетаның (Юпитер, Сатурн) кейбір спутниктерінде осы газдың із-түс саны анықталған, бірақ онда айқын өмір жоқ. Біздің Жеріміз судың құрамында барлық тірі ағзалардың бар болуына мүмкіндік беретін жеткілікті мөлшерде.

Тыныс алуда белсенді қатысушыдан бөлек, оттегі әлі күнге дейін өмірге арналған энергияны босататын көптеген тотығу реакцияларын жүргізеді.

Табиғатта осы бірегей газдың негізгі жеткізушілері - жасыл өсімдіктер мен бактериялардың кейбір түрлері. Олардың арқасында оттегі мен көмірқышқыл газының тұрақты балансы сақталады. Бұдан басқа, озон жердің бүкіл аумағында қорғаныш қабатын салады, бұл ультракүлгін сәулелердің көп мөлшерін бұзып, оны бұзады.

Анаэробты организмдердің кейбір түрлері ғана (бактериялар, саңырауқұлақтар) оттегі атмосферасынан тыс өмір сүре алады. Алайда, олардың мұқтаж адамдарға қарағанда әлдеқайда азы бар.

Өнеркәсіпте оттегі мен озонды қолдану

Өнеркәсіптегі аллотропты оттегіні модификацияларын қолданудың негізгі бағыттары:

1. Металлургия (металдарды дәнекерлеу және кесу үшін).
2. Медицина.
3. Ауыл шаруашылығы.
4. Ракеталық отын ретінде.
5. Көптеген химиялық қосылыстарды, соның ішінде жарылғыш заттарды синтездеу.
6. Су тазарту және дезинфекциялау.

Бұл ұлы газ, бірегей зат - оттек қатыспайтын бір процесті атауға болады.