L'oxygène et l'ozone sont communs. Modifications allotropiques de l'oxygène : caractéristiques comparatives et signification

Des atomes du même type peuvent faire partie de substances différentes. Pour l'élément désigné par le symbole "O" (du nom latin Oxygenium), deux substances simples communes dans la nature sont connues. La formule de l'un d'eux est O 2, la seconde est O 3. Ce sont de l'oxygène (allotropes). Il existe d'autres composés moins stables (O 4 et O 8). Pour comprendre la différence entre ces formes, une comparaison des molécules et

modifications?

De nombreux éléments chimiques peuvent exister sous deux, trois ou plusieurs formes. Chacune de ces modifications est formée d'atomes du même type. Le scientifique J. Berzellius en 1841 fut le premier à appeler un tel phénomène allotropie. La régularité ouverte n'était à l'origine utilisée que pour caractériser les substances de structure moléculaire. Par exemple, on connaît deux modifications allotropiques de l'oxygène dont les atomes forment des molécules. Plus tard, les chercheurs ont découvert que des modifications peuvent se trouver parmi les cristaux. Selon les concepts modernes, l'allotropie est l'un des cas de polymorphisme. Les différences entre les formes sont causées par les mécanismes de formation de liaisons chimiques dans les molécules et les cristaux. Cette caractéristique se manifeste principalement par les éléments des groupes 13 à 16 du tableau périodique.

Comment différentes combinaisons d'atomes affectent-elles les propriétés de la matière ?

Les modifications allotropiques de l'oxygène et de l'ozone sont formées par des atomes de l'élément de numéro atomique 8 et du même nombre d'électrons. Mais ils diffèrent par leur structure, ce qui a conduit à une différence significative dans les propriétés.

Comparaison de l'oxygène et de l'ozone

panneaux	Oxygène	Ozone
Composition de la molécule	2 atomes d'oxygène	3 atomes d'oxygène
Structure
État et couleur de l'agrégat	Gaz transparent incolore ou liquide bleu pâle	Gaz bleu, liquide bleu, solide violet foncé
Sentir	Est absent	Pointu, rappelant un orage, foin fraîchement coupé
Point de fusion (°C)	-219	-193
Point d'ébullition (°C)	-183	-112
Densité	1,4	2,1
solubilité dans l'eau	Peu se dissout	Mieux que l'oxygène
Activité chimique	Stable dans des conditions normales	Se décompose facilement pour former de l'oxygène

Conclusions basées sur les résultats de la comparaison : les modifications allotropiques de l'oxygène ne diffèrent pas dans leur composition qualitative. La structure d'une molécule se reflète dans les propriétés physiques et chimiques des substances.

Les quantités d'oxygène et d'ozone sont-elles les mêmes dans la nature ?

Une substance dont la formule est O 2 se trouve dans l'atmosphère, l'hydrosphère, la croûte terrestre et les organismes vivants. Environ 20% de l'atmosphère est formée de molécules d'oxygène diatomique. Dans la stratosphère, à une altitude d'environ 12 à 50 km de la surface de la Terre, se trouve une couche appelée "écran d'ozone". Sa composition reflète la formule O 3 . L'ozone protège notre planète en absorbant intensément les rayons dangereux du spectre rouge et ultraviolet du soleil. La concentration d'une substance change constamment et sa faible concentration est de 0,001%. Ainsi, O 2 et O 3 sont des modifications allotropiques de l'oxygène, qui ont des différences significatives de distribution dans la nature.

comment

L'oxygène moléculaire est la substance simple la plus importante sur Terre. Il se forme dans les parties vertes des plantes à la lumière des décharges électriques d'origine naturelle ou artificielle, la molécule d'oxygène diatomique se décompose. La température à laquelle le processus démarre est d'environ 2000 °C. Certains des radicaux résultants se combinent à nouveau, formant de l'oxygène. Certaines particules actives réagissent avec les molécules d'oxygène diatomique. Cette réaction produit de l'ozone, qui réagit également avec les radicaux libres d'oxygène. Cela crée des molécules diatomiques. La réversibilité des réactions conduit au fait que la concentration d'ozone atmosphérique change constamment. Dans la stratosphère, la formation d'une couche constituée de molécules d'O 3 est associée au rayonnement ultraviolet du Soleil. Sans ce bouclier protecteur, des rayons dangereux pourraient atteindre la surface de la Terre et détruire toute forme de vie.

Modifications allotropiques de l'oxygène et du soufre

Les éléments chimiques O (Oxygenium) et S (Soufre) sont situés dans le même groupe du tableau périodique, ils se caractérisent par la formation de formes allotropiques. Parmi les molécules avec différents nombres d'atomes de soufre (2, 4, 6, 8), dans des conditions normales, la plus stable est S8, ressemblant à une couronne en forme. Le soufre rhombique et monoclinique est construit à partir de telles molécules à 8 atomes.

À une température de 119 ° C, la forme monoclinique jaune forme une masse visqueuse brune - une modification plastique. L'étude des modifications allotropiques du soufre et de l'oxygène est d'une grande importance dans la chimie théorique et les activités pratiques.

A l'échelle industrielle, les propriétés oxydantes de diverses formes sont utilisées. L'ozone est utilisé pour désinfecter l'air et l'eau. Mais à des concentrations supérieures à 0,16 mg/m3, ce gaz est dangereux pour l'homme et les animaux. L'oxygène moléculaire est essentiel à la respiration et est utilisé dans l'industrie et la médecine. Un rôle important dans l'activité économique est joué par les allotropes de carbone (diamant, graphite, rouge) et d'autres éléments chimiques.

L'effet de l'ozone sur la santé humaine est controversé. Pendant de nombreuses années, il y a eu une étude approfondie des effets de l'ozone, car le concept de l'ozone est l'air n'est pas tout à fait correct. Apprenez-en plus à ce sujet, puis vous direz avec confiance si l'ozone est votre ami ou non.

L'ozone est pratiquement de l'oxygène, il n'a même pas de cellule séparée dans le tableau périodique. Par chance, les atomes d'oxygène se sont connectés par trois, et non par deux, comme d'habitude. À un moment donné, un physicien néerlandais, menant des expériences, a découvert cette divergence. Afin de comprendre ce qui est ozone, et ce qu'est l'oxygène, cela vaut la peine de le dire plus en détail. L'oxygène est l'air que nous respirons chaque minute, mais l'ozone est l'odeur de l'air après un orage. La tempête agit ainsi, par la puissance de son magnétisme, forçant l'oxygène à se combiner en trois atomes, et par conséquent, ce qui se passe est ce qui se passe. Rarement, mais toujours une telle connexion se produit sous l'influence de certains composés chimiques. Et bien que l'ozone soit considéré et fasse partie intégrante de l'air, la date officielle d'apparition de l'ozone est considérée comme étant 1840, ce qui signifie que l'ozone est un composant assez jeune de l'air. En traduction, l'ozone signifie sentir, le fait qu'il sente est un fait prouvé, mais il est difficile de parler de tout le reste, car les scientifiques ne sont pas parvenus à un consensus, et malheureusement personne ne peut dire ce qui est le plus nocif ou bénéfique.

Pour information, aux États-Unis d'Amérique, la méthode de thérapie à l'ozone est très demandée et, comme le montrent les statistiques, un tel traitement fait face à un grand nombre de maladies. À l'heure actuelle, le traitement à l'ozone est également inclus en Russie. Mais ici, les infectiologues interviennent, ils disent qu'un très grand nombre de virus peuvent pénétrer dans le corps humain par cette méthode, qui, de ce fait, peut muter, et c'est déjà grave. Mais ils ne peuvent pas étayer leurs paroles par des faits. Il est alors trop tôt pour y penser et en parler. Du traitement à l'ozone, il convient de noter ce qui suit, le premier concerne les vaisseaux. Le sang enrichi en ozone améliore la microcirculation dans les capillaires de la peau, éliminant ainsi l'enflure et l'inflammation, tant externes qu'internes. L'ozone a également un effet positif divin sur l'ensemble du système nerveux d'une personne, car ce n'est pas un hasard si après une métropole bruyante, entrer dans la forêt, par exemple, cela devient incroyablement bon physiquement et mentalement.

Probablement, le temps n'est pas loin où les scientifiques nous diront enfin si l'ozone est utile ou nocif, mais le premier est susceptible d'être prouvé, car l'ozone ne peut être nocif, en tout cas, beaucoup, beaucoup, à la fois scientifiques et les gens ordinaires, en sont convaincus, des planètes qui veulent respirer un air pur et sain.

2014-06-06

caractériser et comparer les modifications allotropiques de l'oxygène, les propriétés physiques et chimiques, les méthodes d'obtention de l'oxygène et de l'ozone, leur signification pratique ; l'importance de la couche d'ozone pour la vie sur Terre;

expliquer l'essence de l'allotropie ;

établir des équations et des schémas de l'équilibre électronique des réactions chimiques correspondantes.

l'oxygène et l'ozone. L'oxygène forme deux substances simples : l'oxygène O2 et l'ozone O3. Mr(O2) = 32, Mr(O3) = 48.

Dans la nature, l'ozone se forme dans l'atmosphère à partir de l'oxygène lors des décharges électriques de la foudre. L'odeur caractéristique de fraîcheur que l'on ressent après un orage est l'odeur d'ozone. Le phénomène de l'existence d'un élément chimique sous la forme de deux substances simples ou plus, de propriétés et de structures différentes, est appelé allotropie, et les substances les plus simples sont appelées modifications allotropiques (formes, modifications) d'un élément chimique.

L'oxygène O2 et l'ozone O3 sont des modifications allotropiques de l'élément chimique oxygène.

Quelle est la raison des propriétés différentes des modifications allotropiques, à savoir l'oxygène et l'ozone ? Vous savez déjà que les propriétés d'une substance sont déterminées par sa composition et sa structure.

L'oxygène et l'ozone ont la même composition qualitative, mais une quantité différente ; la même structure moléculaire, mais une structure spatiale différente des molécules: linéaire - dans les molécules d'oxygène non polaires et angulaire - dans les molécules d'ozone polaires. Ainsi, en plus des substances similaires, ces substances ont des propriétés différentes.

- Faire un schéma d'équilibre électronique pour chaque équation. Expliquez comment la présence d'oxyde de manganèse (IV) flotte au cours des réactions de décomposition de H2O2 et KClO3.

En laboratoire, l'ozone est obtenu dans des dispositifs spéciaux - des ozoniseurs à partir d'oxygène sous l'action d'une décharge électrique (Fig. 36).

Propriétés chimiques des modifications allotropiques de l'oxygène. L'électronégativité élevée de l'oxygène se traduit par de fortes propriétés oxydantes de ses modifications allotropiques.

Vous savez que l'oxygène est très réactif. Il réagit avec la plupart des substances simples pour former des oxydes.

L'utilisation de l'oxygène à l'échelle industrielle a commencé au milieu du XXe siècle. - Après l'invention d'un appareil pour liquéfier et séparer l'air. En tant qu'agent oxydant, il est utilisé en métallurgie pour la production d'acier par la méthode du convertisseur, coupant les métaux, en mélange avec d'autres composés riches en oxygène pour l'oxydation du carburant de fusée, dans les mélanges gazeux pour la respiration lors de travaux sous-marins, et dans médicament contre l'insuffisance respiratoire.

L'utilisation de l'ozone est due à sa très grande réactivité. Il est utilisé pour désinfecter l'eau potable, nettoyer les gaz de combustion, les eaux usées industrielles et domestiques, blanchir les tissus et comme oxydant pour le carburant des fusées.

Action physiologique de l'O3. Rappelons que l'extrême pouvoir oxydant de l'ozone entraîne ses effets toxiques sur l'homme, les animaux et les plantes. Même de petites concentrations d'ozone, dépassant les concentrations naturelles, provoquent une irritation des voies respiratoires, de la toux, des vomissements, des étourdissements et de la fatigue. De tels symptômes peuvent être observés dans les grandes villes, où l'augmentation des émissions des véhicules contenant des oxydes d'azote entraîne la conversion de l'oxygène en ozone.

L'ozone atteint sa concentration maximale dans l'atmosphère à une distance de 23 à 25 km de la surface de la Terre, formant la couche dite d'ozone.

La couche d'ozone joue un rôle important dans le maintien de la vie sur notre planète. Il retarde la partie du rayonnement solaire ultraviolet nocif pour les humains, les animaux et les plantes, qui peut provoquer des maladies de la peau (y compris le cancer) et nuire aux processus biologiques. De plus, avec le dioxyde de carbone, la couche d'ozone absorbe le rayonnement thermique infrarouge de la Terre et l'empêche de se refroidir.

Cependant, sous l'influence de facteurs anthropiques, la couche d'ozone subit une destruction, des "trous d'ozone" s'y forment. Des dizaines de substances sont connues - des polluants atmosphériques qui détruisent la couche d'ozone. Les scientifiques ont étudié que les oxydes d'azote, qui se forment lors du fonctionnement des moteurs d'avion, sont particulièrement dangereux. Selon le degré d'influence d'autres substances, il n'a pas été définitivement déterminé dans les conditions naturelles.

La préservation et la restauration de la couche d'ozone, l'établissement des causes de sa destruction est l'un des problèmes les plus pressants de l'humanité qui doit être résolu.

En bref sur les principaux

L'oxygène forme deux modifications allotropiques - l'oxygène O2 et l'ozone O3, qui diffèrent par la composition et la structure de la molécule et, par conséquent, par leurs propriétés. L'existence d'un élément chimique sous la forme de deux substances simples ou plus, de propriétés et de structures différentes, est appelée allotropie, et les substances les plus simples sont appelées modifications allotropiques (formes) d'un élément chimique. Les modifications allotropiques de l'oxygène - oxygène O2 et ozone O3 - sont des agents oxydants puissants, qui se manifestent par des réactions avec la plupart des substances simples et de nombreuses substances complexes. Les produits des réactions d'oxydation avec l'oxygène sont généralement des oxydes. Le pouvoir oxydant de l'ozone O3 est supérieur à celui de l'oxygène O2, ce qui est dû à la formation d'atomes d'oxygène exclusivement actifs.