ऑक्सीजन परमाणु की संरचना। ऑक्सीजन: तत्व के रासायनिक गुण

परिभाषा

ऑक्सीजन- आवर्त सारणी का आठवां तत्व। गैर-धातुओं को संदर्भित करता है। यह उपसमूह के VI समूह A की दूसरी अवधि में स्थित है।

अनुक्रम संख्या 8 है। नाभिक का आवेश +8 है। परमाणु भार - 15.999 amu ऑक्सीजन के तीन समस्थानिक प्रकृति में पाए जाते हैं: 16 ओ, 17 ओ और 18 ओ, जिनमें से 16 ओ सबसे आम (99.762%) है।

ऑक्सीजन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना

दूसरे आवर्त में स्थित सभी तत्वों की तरह ऑक्सीजन परमाणु में भी दो कोश होते हैं। समूह संख्या -VI (चालकोजेन्स) - इंगित करता है कि नाइट्रोजन परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर में 6 वैलेंस इलेक्ट्रॉन हैं। इसमें उच्च ऑक्सीकरण क्षमता होती है (केवल फ्लोरीन अधिक होता है)।

चावल। 1. ऑक्सीजन परमाणु की संरचना का योजनाबद्ध निरूपण।

जमीनी अवस्था का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास इस प्रकार लिखा जाता है:

1s 2 2s 2 2p 4 .

ऑक्सीजन पी-परिवार का एक तत्व है। अनैच्छिक अवस्था में संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के लिए ऊर्जा आरेख इस प्रकार है:

ऑक्सीजन में दो जोड़े युग्मित इलेक्ट्रॉन और दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसके सभी यौगिकों में, ऑक्सीजन संयोजकता II प्रदर्शित करता है।

चावल। 2. ऑक्सीजन परमाणु की संरचना की स्थानिक छवि।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

परिभाषा

ऑक्सीजन- रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली के वीआईए समूह की दूसरी अवधि का एक तत्व डी.आई. मेंडेलीव, परमाणु संख्या 8 के साथ। प्रतीक - ओ।

परमाणु द्रव्यमान - 16 पूर्वाह्न ऑक्सीजन अणु द्विपरमाणुक है और इसका सूत्र है - O 2

ऑक्सीजन पी-तत्व परिवार से संबंधित है। ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 2 2p 4 है। इसके यौगिकों में, ऑक्सीजन कई ऑक्सीकरण राज्यों को प्रदर्शित करने में सक्षम है: "-2", "-1" (पेरोक्साइड में), "+2" (एफ 2 ओ)। ऑक्सीजन को एलोट्रॉपी की घटना के प्रकट होने की विशेषता है - कई सरल पदार्थों के रूप में अस्तित्व - एलोट्रोपिक संशोधन। ऑक्सीजन के एलोट्रोपिक संशोधन ऑक्सीजन ओ 2 और ओजोन ओ 3 हैं।

ऑक्सीजन के रासायनिक गुण

ऑक्सीजन एक प्रबल ऑक्सीकारक है, क्योंकि बाहरी को पूरा करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक स्तरउसके पास केवल 2 इलेक्ट्रॉनों की कमी है, और वह उन्हें आसानी से जोड़ता है। प्रतिक्रियाशीलता के मामले में, ऑक्सीजन फ्लोरीन के बाद दूसरे स्थान पर है। ऑक्सीजन हीलियम, नियॉन और आर्गन को छोड़कर सभी तत्वों के साथ यौगिक बनाती है। ऑक्सीजन सीधे हैलोजन, चांदी, सोना और प्लैटिनम के साथ प्रतिक्रिया करता है (उनके यौगिक अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त होते हैं)। ऑक्सीजन से जुड़ी लगभग सभी प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक होती हैं। विशेषताऑक्सीजन के साथ संयोजन की कई प्रतिक्रियाएं - बड़ी मात्रा में गर्मी और प्रकाश की रिहाई। ऐसी प्रक्रियाओं को दहन कहा जाता है।

धातुओं के साथ ऑक्सीजन की परस्पर क्रिया। इसलिए क्षारीय धातु(लिथियम को छोड़कर) ऑक्सीजन पेरोक्साइड या सुपरऑक्साइड बनाता है, बाकी के साथ - ऑक्साइड। उदाहरण के लिए:

4Li + O 2 = 2Li 2 O;

2ना + ओ 2 \u003d ना 2 ओ 2;

के + ओ 2 \u003d केओ 2;

2Ca + O 2 \u003d 2CaO;

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3;

2Cu + O 2 \u003d 2CuO;

3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4।

अधातुओं के साथ ऑक्सीजन की परस्पर क्रिया। गर्म होने पर अधातुओं के साथ ऑक्सीजन की अन्योन्यक्रिया होती है; नाइट्रोजन के साथ बातचीत को छोड़कर सभी प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं (प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है, 3000C in . पर होती है) इलेक्ट्रिक आर्क, प्रकृति में - बिजली के निर्वहन के दौरान)। उदाहरण के लिए:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5;

सी + ओ 2 \u003d सीओ 2;

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O;

एन 2 + ओ 2 ↔ 2NO - क्यू।

परिसर के साथ बातचीत अकार्बनिक पदार्थ. जब जटिल पदार्थों को ऑक्सीजन की अधिकता में जलाया जाता है, तो संबंधित तत्वों के ऑक्साइड बनते हैं:

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O (t);

4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O (टी);

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O (t, kat);

2पीएच 3 + 4ओ 2 = 2एच 3 पीओ 4 (टी);

SiH 4 + 2O 2 \u003d SiO 2 + 2H 2 O;

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8 SO 2 (t)।

ऑक्सीजन उच्च ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिकों में ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है:

2CO + O 2 \u003d 2CO 2 (टी);

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 (t, V 2 O 5);

2NO + O 2 \u003d 2NO 2;

4FeO + O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 (t)।

जटिल कार्बनिक पदार्थों के साथ बातचीत। लगभग सभी कार्बनिक पदार्थ जलते हैं, वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकृत होते हैं:

सीएच 4 + 2 ओ 2 \u003d सीओ 2 + एच 2 ओ।

दहन प्रतिक्रियाओं (पूर्ण ऑक्सीकरण) के अलावा, आंशिक या उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं भी संभव हैं, इस मामले में प्रतिक्रिया उत्पाद अल्कोहल, एल्डिहाइड, केटोन्स हो सकते हैं, कार्बोक्जिलिक एसिडऔर अन्य पदार्थ:

कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा का ऑक्सीकरण एक जीवित जीव में ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण

ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में तत्व है (द्रव्यमान के हिसाब से 47%)। वायु में आयतन के अनुसार 21% ऑक्सीजन होती है। ऑक्सीजन - अवयवपानी, खनिज, कार्बनिक पदार्थ। पौधों और जानवरों के ऊतकों में विभिन्न यौगिकों के रूप में 50-85% ऑक्सीजन होती है।

मुक्त अवस्था में, ऑक्सीजन एक रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन गैस है, जो पानी में खराब घुलनशील है (3 लीटर ऑक्सीजन 20C पर 100 लीटर पानी में घुल जाती है। तरल ऑक्सीजन नीला रंग, में अनुचुंबकीय गुण होते हैं (चुंबकीय क्षेत्र में खींचा जाता है)।

ऑक्सीजन प्राप्त करना

ऑक्सीजन के उत्पादन के लिए औद्योगिक और प्रयोगशाला विधियां हैं। तो, उद्योग में, ऑक्सीजन तरल हवा के आसवन द्वारा प्राप्त किया जाता है, और ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए मुख्य प्रयोगशाला विधियों में जटिल पदार्थों के थर्मल अपघटन की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं:

2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

4K 2 Cr 2 O 7 \u003d 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 +3 O 2

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2

2KClO 3 \u003d 2KCl + 3 O 2

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम

95 ग्राम मरकरी (II) ऑक्साइड के अपघटन से 4.48 लीटर ऑक्सीजन (N.O.) उत्पन्न हुई। विघटित पारा (II) ऑक्साइड (wt.% में) के अनुपात की गणना करें।

फेसला

आइए हम मरकरी ऑक्साइड (II) के अपघटन के लिए अभिक्रिया समीकरण लिखें: 2HgO \u003d 2Hg + O 2। मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा जानने के बाद, हम पदार्थ की मात्रा पाते हैं: मोल. प्रतिक्रिया समीकरण n (HgO) के अनुसार: n (O 2) \u003d 2: 1, इसलिए, n (HgO) \u003d 2 × n (O 2) \u003d 0.4 mol। आइए हम विघटित ऑक्साइड के द्रव्यमान की गणना करें। किसी पदार्थ की मात्रा पदार्थ के द्रव्यमान से अनुपात से संबंधित होती है: पारा (II) ऑक्साइड का दाढ़ द्रव्यमान (एक मोल का आणविक भार), डी.आई. के रासायनिक तत्वों की तालिका का उपयोग करके गणना की जाती है। मेंडेलीव - 217 ग्राम / मोल। तब मरकरी ऑक्साइड (II) का द्रव्यमान बराबर होता है: एम(एचजीओ) = एन(एचजीओ) × एम(एचजीओ) \u003d 0.4 × 217 \u003d 86.8 ग्राम। आइए हम विघटित ऑक्साइड का द्रव्यमान अंश निर्धारित करें:

ऑक्सीजन VIth . की दूसरी अवधि में है मुख्य समूहआवर्त सारणी का एक पुराना लघु संस्करण। नए नंबरिंग मानकों के अनुसार यह 16वां समूह है। 1988 में IUPAC द्वारा संबंधित निर्णय लिया गया था। ऑक्सीजन का सूत्र है एक साधारण पदार्थ- लगभग 2. इसके मुख्य गुणों, प्रकृति और अर्थव्यवस्था में भूमिका पर विचार करें। आइए आवधिक प्रणाली के पूरे समूह की विशेषताओं से शुरू करें, जिसका नेतृत्व ऑक्सीजन करता है। तत्व अपने संबंधित चाकोजेन से अलग है, और पानी हाइड्रोजन सेलेनियम और टेल्यूरियम से अलग है। सभी के लिए स्पष्टीकरण विशिष्ट सुविधाएंपरमाणु की संरचना और गुणों के बारे में जानने के बाद ही पाया जा सकता है।

चाकोजेन्स ऑक्सीजन से संबंधित तत्व हैं।

समान गुणों वाले परमाणु एक समूह बनाते हैं आवधिक प्रणाली. ऑक्सीजन चाकोजेन परिवार का प्रमुख है, लेकिन कई गुणों में उनसे भिन्न है।

समूह के पूर्वज ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान 16 amu है। मीटर हाइड्रोजन और धातुओं के साथ यौगिकों के निर्माण में चाकोजेन्स अपनी सामान्य ऑक्सीकरण अवस्था दिखाते हैं: -2। उदाहरण के लिए, पानी (H2O) की संरचना में, ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण संख्या -2 है।

चाकोजेन्स के विशिष्ट हाइड्रोजन यौगिकों की संरचना सामान्य सूत्र से मेल खाती है: एच 2 आर। जब इन पदार्थों को भंग कर दिया जाता है, तो एसिड बनते हैं। केवल हाइड्रोजन बंधऑक्सीजन - पानी - में विशेष गुण होते हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, यह असामान्य पदार्थ बहुत कमजोर अम्ल और बहुत कमजोर क्षार दोनों है।

सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम में ऑक्सीजन और अन्य उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी (ईओ) गैर-धातुओं वाले यौगिकों में विशिष्ट सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्य (+4, +6) होते हैं। चाकोजेन ऑक्साइड की संरचना प्रतिबिंबित करती है सामान्य सूत्र: आरओ 2 , आरओ 3 । संबंधित एसिड में संरचना होती है: एच 2 आरओ 3, एच 2 आरओ 4।

तत्व सरल पदार्थों से मेल खाते हैं: ऑक्सीजन, सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम और पोलोनियम। पहले तीन प्रतिनिधि गैर-धातु गुणों का प्रदर्शन करते हैं। ऑक्सीजन का सूत्र O2 होता है। उसी तत्व का एक एलोट्रोपिक संशोधन ओजोन (ओ 3) है। दोनों संशोधन गैस हैं। सल्फर और सेलेनियम ठोस अधातु हैं। टेल्यूरियम एक धातुयुक्त पदार्थ, चालक है विद्युत प्रवाहपोलोनियम एक धातु है।

ऑक्सीजन सबसे आम तत्व है

हम पहले से ही जानते हैं कि एक ही रासायनिक तत्व का एक साधारण पदार्थ के रूप में एक और प्रकार का अस्तित्व होता है। यह ओजोन है, एक गैस जो पृथ्वी की सतह से लगभग 30 किमी की ऊंचाई पर एक परत बनाती है, जिसे अक्सर ओजोन स्क्रीन कहा जाता है। कई चट्टानों और खनिजों की संरचना में, पानी के अणुओं में बाध्य ऑक्सीजन शामिल है, कार्बनिक यौगिक.

ऑक्सीजन परमाणु की संरचना

मेंडेलीव की आवर्त सारणी में ऑक्सीजन के बारे में पूरी जानकारी है:

1. तत्व की क्रम संख्या 8 है।
2. कोर चार्ज - +8।
3. इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या 8 होती है।
4. ऑक्सीजन का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 1s 2 2s 2 2p 4 है।

प्रकृति में तीन हैं स्थिर समस्थानिक, जिनकी आवर्त सारणी में समान क्रम संख्या है, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों की समान संरचना, लेकिन अलग संख्यान्यूट्रॉन समस्थानिकों को एक ही प्रतीक - O द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। तुलना के लिए, हम तीन ऑक्सीजन समस्थानिकों की संरचना को दर्शाते हुए एक आरेख प्रस्तुत करते हैं:

ऑक्सीजन के गुण - एक रासायनिक तत्व

परमाणु के 2p उपस्तर पर दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो ऑक्सीकरण अवस्था -2 और +2 की उपस्थिति की व्याख्या करते हैं। दो युग्मित इलेक्ट्रॉनों को ऑक्सीकरण अवस्था को +4 तक बढ़ाने के लिए अलग नहीं किया जा सकता है, जैसा कि सल्फर और अन्य चाकोजेन्स के साथ होता है। इसका कारण एक मुक्त उपस्तर का अभाव है। इसलिए, यौगिकों में रासायनिक तत्वऑक्सीजन समूह संख्या के बराबर संयोजकता और ऑक्सीकरण अवस्था नहीं दिखाता है लघु संस्करणआवधिक प्रणाली (6)। इसकी सामान्य ऑक्सीकरण संख्या -2 है।

केवल फ्लोरीन वाले यौगिकों में ऑक्सीजन +2 की सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, जो इसके लिए अप्राप्य है। दो मजबूत अधातुओं का EO मान भिन्न होता है: EO(O) = 3.5; ईओ (एफ) = 4. एक अधिक विद्युतीय रासायनिक तत्व के रूप में, फ्लोरीन अपने इलेक्ट्रॉनों को अधिक मजबूती से रखता है और ऑक्सीजन परमाणुओं को वैलेंस कणों को आकर्षित करता है। इसलिए, फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया में, ऑक्सीजन एक कम करने वाला एजेंट है, यह इलेक्ट्रॉनों को दान करता है।

ऑक्सीजन एक साधारण पदार्थ है

1774 में अंग्रेजी शोधकर्ता डी। प्रीस्टली ने प्रयोगों के दौरान पारा ऑक्साइड के अपघटन के दौरान गैस छोड़ी। दो साल पहले, के. शीले ने वही पदार्थ अपने शुद्ध रूप में प्राप्त किया था। कुछ साल बाद, फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए। लैवोसियर ने स्थापित किया कि किस तरह की गैस हवा का हिस्सा है, गुणों का अध्ययन किया। रासायनिक सूत्रऑक्सीजन - ओ 2। आइए हम पदार्थ की संरचना की रिकॉर्डिंग में एक गैर-ध्रुवीय के गठन में शामिल इलेक्ट्रॉनों को प्रतिबिंबित करें सहसंयोजक बंधन- ओ ओ। आइए प्रत्येक बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़ी को एक पंक्ति से बदलें: ओ = ओ। यह ऑक्सीजन सूत्र स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि अणु में परमाणु इलेक्ट्रॉनों के दो सामान्य जोड़े के बीच जुड़े हुए हैं।

आइए सरल गणना करें और निर्धारित करें कि ऑक्सीजन का सापेक्ष आणविक भार क्या है: श्री (ओ 2) \u003d अर (ओ) x 2 \u003d 16 x 2 \u003d 32. तुलना के लिए: श्री (वायु) \u003d 29. रासायनिक ऑक्सीजन का सूत्र एक ऑक्सीजन परमाणु से भिन्न होता है। इसका मतलब है कि मिस्टर (O 3) \u003d Ar (O) x 3 \u003d 48. ओजोन ऑक्सीजन से 1.5 गुना भारी है।

भौतिक गुण

ऑक्सीजन एक रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन गैस है (सामान्य तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर)। पदार्थ हवा से थोड़ा भारी है; पानी में घुलनशील, लेकिन कम मात्रा में। ऑक्सीजन का गलनांक ऋणात्मक होता है और -218.3 °C होता है। जिस बिंदु पर तरल ऑक्सीजन वापस गैसीय ऑक्सीजन में बदल जाती है, वह उसका क्वथनांक होता है। O2 अणुओं के लिए, इसका मान भौतिक मात्रा-182.96 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है। तरल और ठोस अवस्था में, ऑक्सीजन हल्के नीले रंग का हो जाता है।

प्रयोगशाला में ऑक्सीजन प्राप्त करना

जब ऑक्सीजन युक्त पदार्थ, जैसे पोटेशियम परमैंगनेट, को गर्म किया जाता है, रंगहीन गैसजिसे फ्लास्क या परखनली में एकत्र किया जा सकता है। यदि आप एक जली हुई मशाल को शुद्ध ऑक्सीजन में लाते हैं, तो यह हवा की तुलना में अधिक तेज जलती है। ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए दो अन्य प्रयोगशाला विधियां हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम क्लोरेट (बर्थोलेट नमक) का अपघटन हैं। डिवाइस की योजना पर विचार करें, जिसका उपयोग थर्मल अपघटन के लिए किया जाता है।

एक परखनली या एक गोल तल वाले फ्लास्क में, थोड़ा सा बर्थोलेट नमक डालें, गैस आउटलेट ट्यूब के साथ एक स्टॉपर के साथ बंद करें। इसके विपरीत सिरे को (पानी के नीचे) उल्टा करके फ्लास्क की ओर निर्देशित किया जाना चाहिए। गर्दन को पानी से भरे चौड़े गिलास या क्रिस्टलाइज़र में उतारा जाना चाहिए। जब बर्थोलेट नमक के साथ एक परखनली को गर्म किया जाता है, तो ऑक्सीजन निकलती है। गैस आउटलेट ट्यूब के माध्यम से, यह फ्लास्क में प्रवेश करती है, इससे पानी विस्थापित होता है। जब फ्लास्क को गैस से भर दिया जाता है, तो इसे कॉर्क से पानी के नीचे बंद कर दिया जाता है और पलट दिया जाता है। इस प्रयोगशाला प्रयोग में प्राप्त ऑक्सीजन का उपयोग एक साधारण पदार्थ के रासायनिक गुणों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।

दहन

यदि प्रयोगशाला ऑक्सीजन में पदार्थों को जला रही है, तो आपको जानने और निरीक्षण करने की आवश्यकता है अग्नि नियम. हाइड्रोजन हवा में तुरंत जलता है, और ऑक्सीजन के साथ 2:1 के अनुपात में मिश्रित होता है, यह विस्फोटक होता है। शुद्ध ऑक्सीजन में पदार्थों का दहन हवा की तुलना में बहुत अधिक तीव्र होता है। इस घटना को हवा की संरचना द्वारा समझाया गया है। वायुमंडल में ऑक्सीजन भाग (21%) के 1/5 से थोड़ा अधिक है। दहन ऑक्सीजन के साथ पदार्थों की प्रतिक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न उत्पाद बनते हैं, मुख्यतः धातुओं और अधातुओं के ऑक्साइड। ज्वलनशील पदार्थों के साथ O 2 का मिश्रण ज्वलनशील होता है, इसके अलावा, परिणामी यौगिक विषाक्त हो सकते हैं।

एक साधारण मोमबत्ती (या माचिस) को जलाने से कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है। निम्नलिखित अनुभव घर पर किए जा सकते हैं। यदि आप किसी पदार्थ को के नीचे जलाते हैं काँच की सुराहीया एक बड़ा गिलास, जैसे ही सभी ऑक्सीजन का उपयोग किया जाता है, दहन बंद हो जाएगा। नाइट्रोजन श्वसन और दहन का समर्थन नहीं करता है। ऑक्सीकरण का उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड अब ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। पारदर्शी आपको मोमबत्ती के जलने के बाद उपस्थिति का पता लगाने की अनुमति देता है। यदि दहन उत्पादों को कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड से गुजारा जाता है, तो घोल बादल बन जाता है। चूने के पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के बीच एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप अघुलनशील कैल्शियम कार्बोनेट होता है।

औद्योगिक पैमाने पर ऑक्सीजन का उत्पादन

सबसे सस्ती प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप हवा मुक्त ओ 2 अणु होते हैं, इसमें रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल नहीं होती हैं। उद्योग में, कहते हैं, धातुकर्म संयंत्रों में, कम तापमान पर हवा और अधिक दबावद्रवित करना ऐसा आवश्यक घटकवातावरण, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन की तरह, पर उबलता है अलग तापमान. सामान्य तापमान पर धीरे-धीरे गर्म करते हुए हवा के मिश्रण को अलग करें। पहले नाइट्रोजन के अणु निकलते हैं, फिर ऑक्सीजन। पृथक्करण विधि सरल पदार्थों के विभिन्न भौतिक गुणों पर आधारित है। ऑक्सीजन के एक साधारण पदार्थ का सूत्र वही होता है जो वायु को ठंडा और द्रवित करने से पहले था - O 2।

कुछ इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन भी निकलती है, इसे संबंधित इलेक्ट्रोड पर एकत्र किया जाता है। औद्योगिक और निर्माण उद्यमों को बड़ी मात्रा में गैस की आवश्यकता होती है। ऑक्सीजन की मांग लगातार बढ़ रही है, खासकर रासायनिक उद्योग में। परिणामी गैस को चिह्नों के साथ प्रदान किए गए स्टील सिलेंडरों में औद्योगिक और चिकित्सा उद्देश्यों के लिए संग्रहीत किया जाता है। ऑक्सीजन टैंकों को दूसरों से अलग करने के लिए नीले या सियान रंग से रंगा जाता है। तरलीकृत गैसें- नाइट्रोजन, मीथेन, अमोनिया।

O 2 अणुओं को शामिल करने वाली प्रतिक्रियाओं के सूत्र और समीकरणों के अनुसार रासायनिक गणना

अंकीय मूल्य अणु भारऑक्सीजन एक और मूल्य के साथ मेल खाता है - सापेक्ष आणविक भार। केवल पहले मामले में माप की इकाइयाँ हैं। संक्षेप में, ऑक्सीजन के पदार्थ और उसके दाढ़ द्रव्यमान का सूत्र इस प्रकार लिखा जाना चाहिए: M (O 2) \u003d 32 g / mol। सामान्य परिस्थितियों में, किसी भी गैस का एक मोल 22.4 लीटर की मात्रा से मेल खाता है। इसका मतलब है कि 1 mol O 2 22.4 लीटर पदार्थ है, 2 mol O 2 44.8 लीटर है। ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के बीच प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि 2 मोल हाइड्रोजन और 1 मोल ऑक्सीजन परस्पर क्रिया करते हैं:

यदि प्रतिक्रिया में 1 मोल हाइड्रोजन शामिल है, तो ऑक्सीजन का आयतन 0.5 mol होगा। 22.4 एल / मोल \u003d 11.2 एल।

प्रकृति और मानव जीवन में O 2 अणुओं की भूमिका

पृथ्वी पर जीवित जीवों द्वारा ऑक्सीजन की खपत की जाती है और 3 अरब से अधिक वर्षों से पदार्थ के चक्र में शामिल है। यह श्वसन और उपापचय के लिए मुख्य पदार्थ है, इसकी सहायता से अणुओं का अपघटन होता है। पोषक तत्त्व, जीवों के लिए आवश्यक ऊर्जा संश्लेषित होती है। पृथ्वी पर ऑक्सीजन की लगातार खपत होती है, लेकिन इसके भंडार को प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से फिर से भर दिया जाता है। रूसी वैज्ञानिक के। तिमिरयाज़ेव का मानना ​​​​था कि इस प्रक्रिया के लिए धन्यवाद, हमारे ग्रह पर जीवन अभी भी मौजूद है।

प्रकृति और अर्थव्यवस्था में ऑक्सीजन की भूमिका महान है:

• जीवित जीवों द्वारा श्वसन की प्रक्रिया में अवशोषित;
• पौधों में प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है;
• कार्बनिक अणुओं का हिस्सा है;
• क्षय, किण्वन, जंग की प्रक्रिया ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ आगे बढ़ती है, जो ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करती है;
• कार्बनिक संश्लेषण के मूल्यवान उत्पाद प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

सिलेंडरों में तरलीकृत ऑक्सीजन का उपयोग उच्च तापमान पर धातुओं को काटने और वेल्डिंग के लिए किया जाता है। इन प्रक्रियाओं को मशीन-निर्माण संयंत्रों, परिवहन और में किया जाता है निर्माण कंपनियां. पानी के नीचे काम के लिए, भूमिगत, पर उच्च ऊंचाईवायुहीन अंतरिक्ष में लोगों को O 2 अणुओं की भी आवश्यकता होती है। बीमार लोगों द्वारा साँस लेने वाली हवा की संरचना को समृद्ध करने के लिए दवा में उपयोग किया जाता है। चिकित्सा प्रयोजनों के लिए गैस अशुद्धियों और गंध की लगभग पूर्ण अनुपस्थिति में तकनीकी गैस से भिन्न होती है।

ऑक्सीजन आदर्श ऑक्सीकरण एजेंट है

परिवार के पहले प्रतिनिधियों को छोड़कर, आवर्त सारणी के सभी रासायनिक तत्वों के साथ ऑक्सीजन यौगिकों को जाना जाता है उत्कृष्ट गैस. हैलोजन, सोना और प्लेटिनम को छोड़कर कई पदार्थ सीधे O परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। बडा महत्वऑक्सीजन से जुड़ी घटनाएं हैं, जो प्रकाश और गर्मी की रिहाई के साथ होती हैं। रोजमर्रा की जिंदगी और उद्योग में ऐसी प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। धातु विज्ञान में, ऑक्सीजन के साथ अयस्कों की बातचीत को रोस्टिंग कहा जाता है। पूर्व-कुचल अयस्क को ऑक्सीजन युक्त वायु के साथ मिश्रित किया जाता है। उच्च तापमान पर, धातुएं सल्फाइड से सरल पदार्थों में कम हो जाती हैं। इस प्रकार लोहा और कुछ अलौह धातुएँ प्राप्त की जाती हैं। शुद्ध ऑक्सीजन की उपस्थिति गति को बढ़ाती है तकनीकी प्रक्रियाएंरसायन विज्ञान, प्रौद्योगिकी और धातु विज्ञान की विभिन्न शाखाओं में।

कम तापमान पर घटकों में अलग करके हवा से ऑक्सीजन प्राप्त करने की एक सस्ती विधि के उद्भव ने कई क्षेत्रों के विकास को प्रेरित किया औद्योगिक उत्पादन. रसायनज्ञ O 2 अणुओं और O परमाणुओं को आदर्श ऑक्सीकारक मानते हैं। ये प्राकृतिक सामग्री हैं, ये प्रकृति में लगातार नवीनीकृत होती हैं, प्रदूषित नहीं करती हैं वातावरण. के अलावा, रसायनिक प्रतिक्रियाऑक्सीजन की भागीदारी के साथ सबसे अधिक बार एक अन्य प्राकृतिक और सुरक्षित उत्पाद - पानी के संश्लेषण के साथ समाप्त होता है। जहरीले औद्योगिक कचरे को बेअसर करने, प्रदूषण से पानी के शुद्धिकरण में O 2 की भूमिका महान है। ऑक्सीजन के अलावा, इसका उपयोग कीटाणुशोधन के लिए किया जाता है एलोट्रोपिक संशोधन- ओजोन। इस साधारण पदार्थ में उच्च ऑक्सीकरण गतिविधि होती है। जब पानी को ओजोनाइज़ किया जाता है, तो प्रदूषक विघटित हो जाते हैं। ओजोन का रोगजनक माइक्रोफ्लोरा पर भी हानिकारक प्रभाव पड़ता है।

ऑक्सीजन (लैटिन ऑक्सीजनियम), ओ, आवधिक प्रणाली के संक्षिप्त रूप (लंबे रूप के समूह 16) के समूह VI का एक रासायनिक तत्व, चाकोजेन्स से संबंधित है; परमाणु संख्या 8, परमाणु भार 15.9994. प्राकृतिक ऑक्सीजन में तीन समस्थानिक होते हैं: 16 O (99.757%), 17 O (0.038%) और 18 O (0.205%)। मिश्रण में सबसे हल्के 16 O समस्थानिकों की प्रबलता इस तथ्य के कारण है कि 16 O परमाणु के नाभिक में 8 प्रोटॉन और 8 न्यूट्रॉन होते हैं। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की समान संख्या नाभिक में उनके बंधन की उच्च ऊर्जा और बाकी की तुलना में 16 O नाभिक की सबसे बड़ी स्थिरता को निर्धारित करती है। रेडियोआइसोटोप कृत्रिम रूप से प्राप्त किए गए हैं जन संख्या 12-26.

इतिहास संदर्भ। 1774 में K. Scheele (पोटेशियम नाइट्रेट KNO 3 और सोडियम NaNO 3 , मैंगनीज डाइऑक्साइड MnO 2 और अन्य पदार्थों को शांत करके) और J. प्रीस्टली (लीड टेट्रोक्साइड Pb 3 O 4 और पारा ऑक्साइड HgO को गर्म करके) स्वतंत्र रूप से ऑक्सीजन प्राप्त की गई थी। बाद में, जब यह पाया गया कि ऑक्सीजन एसिड का हिस्सा है, ए। लैवोसियर ने ऑक्सीजीन नाम प्रस्तावित किया (ग्रीक όχύς - खट्टा और γεννάω - मैं जन्म देता हूं, इसलिए रूसी नाम"ऑक्सीजन")।

प्रकृति में वितरण।ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे आम रासायनिक तत्व है: जलमंडल में रासायनिक रूप से बाध्य ऑक्सीजन की सामग्री 85.82% (मुख्य रूप से पानी के रूप में) है। भूपर्पटी-49% वजन से। 1400 से अधिक खनिज ज्ञात हैं जिनमें ऑक्सीजन होता है। उनमें से, ऑक्सीजन युक्त एसिड के लवण द्वारा निर्मित खनिज प्रमुख हैं (सबसे महत्वपूर्ण वर्ग प्राकृतिक कार्बोनेट, प्राकृतिक सिलिकेट, प्राकृतिक सल्फेट, प्राकृतिक फॉस्फेट हैं), और उन पर आधारित चट्टानें (उदाहरण के लिए, चूना पत्थर, संगमरमर), साथ ही साथ विभिन्न प्राकृतिक ऑक्साइड, प्राकृतिक हाइड्रॉक्साइड और चट्टानों(उदाहरण के लिए, बेसाल्ट)। आणविक ऑक्सीजन पृथ्वी के वायुमंडल के आयतन (द्रव्यमान द्वारा 23.10%) से 20.95% बनाता है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन जैविक उत्पत्ति का है और इसमें बनता है हरे पौधेप्रकाश संश्लेषण के दौरान पानी और कार्बन डाइऑक्साइड से क्लोरोफिल युक्त। पौधों द्वारा छोड़ी गई ऑक्सीजन की मात्रा क्षय, दहन और श्वसन की प्रक्रियाओं में खपत ऑक्सीजन की मात्रा की भरपाई करती है।

ऑक्सीजन - एक बायोजेनिक तत्व - प्राकृतिक कार्बनिक यौगिकों (प्रोटीन, वसा,) के सबसे महत्वपूर्ण वर्गों का हिस्सा है। न्यूक्लिक एसिड, कार्बोहाइड्रेट, आदि) और संरचना में अकार्बनिक यौगिककंकाल।

गुण. ऑक्सीजन परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन खोल की संरचना 2s 2 2p 4; यौगिकों में यह ऑक्सीकरण अवस्था -2, -1, शायद ही कभी +1, +2 दिखाता है; पॉलिंग इलेक्ट्रोनगेटिविटी 3.44 (फ्लोरीन के बाद सबसे अधिक विद्युतीय तत्व); परमाणु का आधा घेरा 60 अपराह्न; O 2 आयन की त्रिज्या दोपहर -121 बजे (समन्वय संख्या 2) है। गैसीय, तरल और ठोस अवस्था में ऑक्सीजन किस रूप में मौजूद होती है द्विपरमाणुक अणुलगभग 2. O2 अणु अनुचुंबकीय होते हैं। ऑक्सीजन का एक एलोट्रोपिक संशोधन भी है - ओजोन, ट्राइएटोमिक ओ 3 अणुओं से मिलकर।

जमीनी अवस्था में, ऑक्सीजन परमाणु होता है सम संख्यासंयोजकता इलेक्ट्रॉन, जिनमें से दो अयुग्मित हैं। इसलिए, ऑक्सीजन, जिसमें कम-ऊर्जा खाली डी-ऑपबिटल नहीं है, अधिकांश रासायनिक यौगिकों में द्विसंयोजक है। रासायनिक बंधन की प्रकृति और यौगिक के क्रिस्टल संरचना के प्रकार के आधार पर, ऑक्सीजन की समन्वय संख्या भिन्न हो सकती है: ओ (परमाणु ऑक्सीजन), 1 (उदाहरण के लिए, ओ 2, सीओ 2), 2 (उदाहरण के लिए, एच 2 ओ, एच 2 ओ 2), 3 (जैसे एच 3 ओ +), 4 (जैसे बी और जेडएन ऑक्सोसेटेट्स), 6 (जैसे एमजीओ, सीडीओ), 8 (जैसे ना 2 ओ, सीएस 2 ओ)। परमाणु की छोटी त्रिज्या के कारण, ऑक्सीजन अन्य परमाणुओं के साथ मजबूत -बंध बनाने में सक्षम है, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन परमाणुओं (O 2, O 3), कार्बन, नाइट्रोजन, सल्फर और फास्फोरस के साथ। इसलिए, ऑक्सीजन के लिए, एक डबल बॉन्ड (494 kJ/mol) दो साधारण बॉन्ड (146 kJ/mol) की तुलना में ऊर्जावान रूप से अधिक अनुकूल है।

O 2 अणुओं के अनुचुम्बकत्व को दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति से समझाया गया है, जो दोगुने पतित प्रतिरक्षी * कक्षकों में समानांतर चक्रण करते हैं। चूंकि अणु के बंधन कक्षों में ढीले कक्षकों की तुलना में चार इलेक्ट्रॉन अधिक होते हैं, O 2 में बंधन क्रम 2 होता है, अर्थात, ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच का बंधन दोगुना होता है। यदि, एक फोटोकैमिकल या रासायनिक क्रिया के तहत, विपरीत स्पिन वाले दो इलेक्ट्रॉन एक ही π * कक्षीय पर दिखाई देते हैं, तो पहली उत्तेजित अवस्था उत्पन्न होती है, जो जमीनी अवस्था की तुलना में ऊर्जा में 92 kJ / mol अधिक होती है। यदि, एक ऑक्सीजन परमाणु के उत्तेजना पर, दो इलेक्ट्रॉन दो अलग-अलग π* ऑर्बिटल्स पर कब्जा कर लेते हैं और उनके विपरीत स्पिन होते हैं, तो एक दूसरी उत्तेजित अवस्था उत्पन्न होती है, जिसकी ऊर्जा जमीनी अवस्था की तुलना में 155 kJ/mol अधिक होती है। इंटरटॉमिक में वृद्धि के साथ उत्तेजना होती है ओ-ओ दूरी: जमीनी अवस्था में दोपहर 120.74 बजे से पहली बार 121.55 बजे तक और दूसरी उत्तेजित अवस्था के लिए दोपहर 12.77 बजे तक, जो बदले में कमजोर पड़ने की ओर ले जाती है. ओ-ओ कनेक्शनऔर ऑक्सीजन की प्रतिक्रियाशीलता में वृद्धि के लिए। O 2 अणु की दोनों उत्तेजित अवस्थाएं गैस चरण में ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

ऑक्सीजन एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है; टी पीएल -218.3 डिग्री सेल्सियस, टी किप -182.9 डिग्री सेल्सियस, गैसीय ऑक्सीजन का घनत्व 1428.97 किग्रा / डीएम 3 (0 डिग्री सेल्सियस और सामान्य दबाव पर)। तरल ऑक्सीजन एक हल्का नीला तरल है, ठोस ऑक्सीजन एक नीला क्रिस्टलीय पदार्थ है। 0 डिग्री सेल्सियस पर, थर्मल चालकता 24.65-10 -3 डब्ल्यू/(एमके) है, निरंतर दबाव पर दाढ़ ताप क्षमता 29.27 जे/(मोल के) है, गैसीय ऑक्सीजन की पारगम्यता 1.00547 है, और तरल ऑक्सीजन की है 1.491. ऑक्सीजन पानी में खराब घुलनशील है (20 डिग्री सेल्सियस पर मात्रा के हिसाब से 3.1% ऑक्सीजन), कुछ ऑर्गनोफ्लोरीन सॉल्वैंट्स में आसानी से घुलनशील, जैसे कि पेरफ्लुओरोडेकेलिन (0 डिग्री सेल्सियस पर मात्रा द्वारा 4500% ऑक्सीजन)। ऑक्सीजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा महान धातुओं द्वारा भंग की जाती है: चांदी, सोना और प्लैटिनम। पिघले हुए चांदी में गैस की घुलनशीलता (962 डिग्री सेल्सियस पर मात्रा से 2200%) घटते तापमान के साथ तेजी से घट जाती है, इसलिए, हवा में ठंडा होने पर, चांदी "उबाल" जाती है और घुलित ऑक्सीजन की तीव्र रिहाई के कारण फूट जाती है।

ऑक्सीजन अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है, एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है: सामान्य परिस्थितियों में सबसे सरल पदार्थों के साथ बातचीत करता है, मुख्य रूप से संबंधित ऑक्साइड के गठन के साथ (कई प्रतिक्रियाएं जो कमरे के तापमान या अधिक पर धीरे-धीरे आगे बढ़ती हैं) कम तामपान, गर्म होने पर, एक विस्फोट और बड़ी मात्रा में गर्मी की रिहाई के साथ होते हैं)। ऑक्सीजन हाइड्रोजन के साथ सामान्य परिस्थितियों में बातचीत करता है (पानी एच 2 ओ बनता है; हाइड्रोजन के साथ ऑक्सीजन का मिश्रण विस्फोटक होता है - देखें डिटोनिंग गैस), गर्म होने पर - सल्फर (सल्फर डाइऑक्साइड एसओ 2 और सल्फर ट्राइऑक्साइड एसओ 3), कार्बन (कार्बन ऑक्साइड सीओ) के साथ , कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2), फॉस्फोरस (फास्फोरस ऑक्साइड), कई धातु (धातु ऑक्साइड), विशेष रूप से क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं (मुख्य रूप से धातु पेरोक्साइड और सुपरऑक्साइड, जैसे बेरियम पेरोक्साइड बाओ 2, पोटेशियम सुपरऑक्साइड केओ 2) के साथ आसानी से। ऑक्सीजन 1200 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर या इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज के संपर्क में आने पर नाइट्रोजन के साथ इंटरैक्ट करता है (नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड NO बनता है)। क्सीनन, क्रिप्टन, हैलोजन, सोना और प्लेटिनम के साथ ऑक्सीजन यौगिक अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त होते हैं। ऑक्सीजन हीलियम, नियॉन और आर्गन के साथ रासायनिक यौगिक नहीं बनाती है। तरल ऑक्सीजन भी एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है: इसके साथ गर्भवती रूई प्रज्वलित होने पर तुरंत जल जाती है, कुछ वाष्पशील कार्बनिक पदार्थ तरल ऑक्सीजन के साथ एक खुले बर्तन से कई मीटर की दूरी पर होने पर आत्म-प्रज्वलन करने में सक्षम होते हैं।

ऑक्सीजन तीन आयनिक रूप बनाता है, जिनमें से प्रत्येक रासायनिक यौगिकों के एक अलग वर्ग के गुणों को निर्धारित करता है: O 2 - सुपरऑक्साइड (ऑक्सीजन परमाणु की औपचारिक ऑक्सीकरण अवस्था -0.5 है), O 2 - - पेरोक्साइड यौगिक (ऑक्सीकरण अवस्था) ऑक्सीजन परमाणु -1 है, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड एच 2 ओ 2), ओ 2- - ऑक्साइड (ऑक्सीजन परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था -2)। सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों +1 और +2 ऑक्सीजन क्रमशः फ्लोराइड О 2 एफ 2 और ओएफ 2 में प्रदर्शित होता है। ऑक्सीजन फ्लोराइड अस्थिर होते हैं, वे मजबूत ऑक्सीकारक और फ्लोरिनेटिंग अभिकर्मक होते हैं।

आणविक ऑक्सीजन एक कमजोर लिगैंड है और कुछ Fe, Co, Mn, Cu परिसरों में जुड़ जाता है। ऐसे परिसरों में, सबसे महत्वपूर्ण आयरन पोर्फिरिन है, जो हीमोग्लोबिन का हिस्सा है, एक प्रोटीन जो गर्म रक्त वाले जानवरों के शरीर में ऑक्सीजन का स्थानांतरण करता है।

जैविक भूमिका. ऑक्सीजन, दोनों मुक्त रूप में और में विभिन्न पदार्थ(उदाहरण के लिए, एंजाइम ऑक्सीडेस और ऑक्सीडोरक्टेस) जीवित जीवों में होने वाली सभी ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। नतीजतन, यह बाहर खड़ा है एक बड़ी संख्या कीजीवन की प्रक्रिया में खर्च की गई ऊर्जा।

रसीद. औद्योगिक पैमाने पर, ऑक्सीजन द्रवीकरण और हवा के आंशिक आसवन (लेख में वायु पृथक्करण देखें) के साथ-साथ पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पन्न होता है। प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, हाइड्रोजन पेरोक्साइड (2P 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2), धातु ऑक्साइड (उदाहरण के लिए, पारा ऑक्साइड: 2HgO \u003d 2Hg + O 2), ऑक्सीजन के लवण को गर्म करके अपघटन द्वारा ऑक्सीजन प्राप्त की जाती है- NaOH के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा ऑक्सीकरण एसिड युक्त (उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोरेट: 2KlO 3 \u003d 2KCl + 3O 2, पोटेशियम परमैंगनेट: 2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2)। गैसीय ऑक्सीजन 15 और 42 एमपीए, तरल ऑक्सीजन के दबाव में स्टील के सिलेंडरों में संग्रहीत और परिवहन किया जाता है, जो धातु के देवर जहाजों में या विशेष टैंक टैंकों में होता है।

आवेदन पत्र. धातु विज्ञान में तकनीकी ऑक्सीजन का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है (देखें, उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन-कन्वर्टर प्रक्रिया), धातुओं के गैस-लौ प्रसंस्करण में (उदाहरण के लिए, ऑक्सी-ईंधन काटने), में रासायनिक उद्योगकृत्रिम तरल ईंधन, चिकनाई वाले तेल, नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड, मेथनॉल, अमोनिया और अमोनिया उर्वरक, धातु पेरोक्साइड, आदि के उत्पादन में शुद्ध ऑक्सीजन का उपयोग ऑक्सीजन श्वास तंत्र में किया जाता है अंतरिक्ष यान, पनडुब्बियां, जब उच्च ऊंचाई पर चढ़ती हैं, पानी के नीचे का काम करती हैं, तो औषधीय प्रयोजनोंचिकित्सा में (आलेख ऑक्सीजन थेरेपी देखें)। तरल ऑक्सीजन का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है रॉकेट प्रणोदक, ब्लास्टिंग के दौरान। कुछ ऑर्गनोफ्लोरीन सॉल्वैंट्स में गैसीय ऑक्सीजन के समाधान के जलीय इमल्शन को कृत्रिम रक्त विकल्प (उदाहरण के लिए, पेर्फटोरन) के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव है।

लिट.: सॉन्डर्स एन. ऑक्सीजन और यहसमूह 16 के तत्व। ऑक्सफ।, 2003; Drozdov A. A., Zlomanov V. P., Mazo G. N., Spiridonov F. M. अकार्बनिक रसायन विज्ञान। एम।, 2004। टी। 2; श्राइवर डी।, एटकिंस पी। अकार्बनिक रसायन विज्ञान। एम।, 2004. टी। 1-2।

परिचय

हर दिन हम उस हवा में सांस लेते हैं जिसकी हमें जरूरत होती है। क्या आपने कभी इस बारे में सोचा है कि हवा में कौन से पदार्थ अधिक सटीक रूप से होते हैं? सबसे अधिक इसमें नाइट्रोजन (78%), उसके बाद ऑक्सीजन (21%) और अक्रिय गैसें (1%) होती हैं। हालांकि ऑक्सीजन हवा का सबसे बुनियादी हिस्सा नहीं है, इसके बिना वातावरण निर्जन होगा। उसके लिए धन्यवाद, पृथ्वी पर जीवन मौजूद है, क्योंकि नाइट्रोजन, दोनों एक साथ और व्यक्तिगत रूप से, मनुष्यों के लिए हानिकारक है। आइए ऑक्सीजन के गुणों को देखें।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण

हवा में, ऑक्सीजन बस अलग नहीं है, क्योंकि सामान्य परिस्थितियों में यह स्वाद, रंग और गंध के बिना गैस है। लेकिन ऑक्सीजन को कृत्रिम रूप से एकत्रीकरण के अन्य राज्यों में स्थानांतरित किया जा सकता है। तो, -183 o C पर यह तरल हो जाता है, और -219 o C पर यह कठोर हो जाता है। लेकिन ठोस और तरल ऑक्सीजन केवल एक व्यक्ति ही प्राप्त कर सकता है, और प्रकृति में यह केवल गैसीय अवस्था में ही मौजूद होता है। इस तरह दिखता है (फोटो)। और बर्फ की तरह सख्त।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण भी एक साधारण पदार्थ के अणु की संरचना होते हैं। ऑक्सीजन परमाणु दो ऐसे पदार्थ बनाते हैं: ऑक्सीजन (O 2) और ओजोन (O 3)। ऑक्सीजन अणु का मॉडल नीचे दिखाया गया है।

ऑक्सीजन। रासायनिक गुण

पहली चीज जिसके साथ किसी तत्व की रासायनिक विशेषता शुरू होती है, वह है डी। आई। मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली में इसकी स्थिति। तो, ऑक्सीजन मुख्य उपसमूह के छठे समूह के दूसरे आवर्त में संख्या 8 पर है। इसका परमाणु द्रव्यमान 16 amu है, यह एक अधातु है।

पर अकार्बनिक रसायन शास्त्रअन्य तत्वों के साथ इसके बाइनरी यौगिकों को एक अलग ऑक्साइड में जोड़ा गया था। ऑक्सीजन बन सकता है रासायनिक यौगिकधातु और अधातु दोनों।

आइए इसे प्रयोगशालाओं में प्राप्त करने के बारे में बात करते हैं।

रासायनिक रूप से, ऑक्सीजन पोटेशियम परमैंगनेट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, बार्टोलेट नमक, नाइट्रेट्स को विघटित करके प्राप्त किया जा सकता है सक्रिय धातुऔर भारी धातु के आक्साइड। इन विधियों में से प्रत्येक के लिए प्रतिक्रिया समीकरणों पर विचार करें।

1. जल इलेक्ट्रोलिसिस:

एच 2 ओ 2 \u003d एच 2 ओ + ओ 2

5. भारी धातु ऑक्साइड (जैसे पारा ऑक्साइड) का अपघटन:

2HgO \u003d 2Hg + O 2

6. सक्रिय धातुओं के नाइट्रेट्स का अपघटन (उदाहरण के लिए, सोडियम नाइट्रेट):

2नानो 3 \u003d 2नानो 2 + ओ 2

ऑक्सीजन का अनुप्रयोग

हम रासायनिक गुणों के साथ कर रहे हैं। अब मानव जीवन में ऑक्सीजन के उपयोग के बारे में बात करने का समय आ गया है। विद्युत और ताप विद्युत संयंत्रों में ईंधन के दहन के लिए इसकी आवश्यकता होती है। इसका उपयोग कच्चा लोहा और स्क्रैप धातु से वेल्डिंग और धातु काटने के लिए स्टील का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। अग्निशामकों के मुखौटे, गोताखोरों के सिलेंडरों के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, लौह और अलौह धातु विज्ञान में और यहां तक ​​कि विस्फोटकों के निर्माण में भी उपयोग किया जाता है। मे भी खाद्य उद्योगऑक्सीजन को खाद्य योज्य E948 के रूप में जाना जाता है। ऐसा लगता है कि कोई उद्योग नहीं है जहां इसका उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन यह दवा में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। वहां उन्हें "मेडिकल ऑक्सीजन" कहा जाता है। ऑक्सीजन के प्रयोग योग्य होने के लिए, इसे पूर्व-संपीड़ित किया जाता है। ऑक्सीजन के भौतिक गुण इस तथ्य में योगदान करते हैं कि इसे संपीड़ित किया जा सकता है। इस रूप में, यह इनके समान सिलेंडरों के अंदर संग्रहीत होता है।

इसका उपयोग गहन देखभाल में और उपकरणों के संचालन में बनाए रखने के लिए किया जाता है जीवन का चक्रएक बीमार रोगी के शरीर में, साथ ही साथ कुछ बीमारियों के उपचार में: विघटन, विकृति जठरांत्र पथ. इसकी मदद से डॉक्टर हर दिन कई लोगों की जान बचाते हैं। रासायनिक और भौतिक गुणऑक्सीजन इस तथ्य में योगदान करती है कि इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।