Bieži sastopams skābeklis un ozons. Skābekļa allotropās modifikācijas: salīdzinošās īpašības un nozīme

Viena veida atomi var būt dažādu vielu daļa. Elementam, kas apzīmēts ar simbolu "O" (no latīņu nosaukuma Oxygenium), ir zināmas divas vienkāršas dabā izplatītas vielas. Viena no tām formula ir O 2, otrā ir O 3. Tie ir skābeklis (alotropi). Ir arī citi savienojumi, kas ir mazāk stabili (O 4 un O 8). Lai saprastu atšķirību starp šīm formām, jāsalīdzina molekulas un

modifikācijas?

Daudzi ķīmiskie elementi var pastāvēt divās, trīs vai vairākās formās. Katru no šīm modifikācijām veido viena veida atomi. Zinātnieks J. Berzellius 1841. gadā bija pirmais, kurš šādu parādību nosauca par alotropiju. Atvērtā regularitāte sākotnēji tika izmantota tikai molekulārās struktūras vielu raksturošanai. Piemēram, ir zināmas divas skābekļa alotropās modifikācijas, kuru atomi veido molekulas. Vēlāk pētnieki atklāja, ka starp kristāliem var būt modifikācijas. Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām allotropija ir viens no polimorfisma gadījumiem. Atšķirības starp formām izraisa ķīmisko saišu veidošanās mehānismi molekulās un kristālos. Šī īpašība izpaužas galvenokārt periodiskās tabulas 13-16 grupas elementos.

Kā dažādas atomu kombinācijas ietekmē vielas īpašības?

Skābekļa un ozona alotropās modifikācijas veido elementa atomi ar atomskaitli 8 un tādu pašu elektronu skaitu. Bet tie atšķiras pēc struktūras, kas izraisīja ievērojamas īpašību atšķirības.

Skābekļa un ozona salīdzinājums

zīmes	Skābeklis	Ozons
Molekulas sastāvs	2 skābekļa atomi	3 skābekļa atomi
Struktūra
Kopējais stāvoklis un krāsa	Bezkrāsaina caurspīdīga gāze vai gaiši zils šķidrums	Zila gāze, zils šķidrums, tumši violeta cieta viela
Smarža	Nav klāt	Ass, pērkona negaisu atgādinošs, tikko pļauts siens
Kušanas temperatūra (°C)	-219	-193
Vārīšanās punkts (°C)	-183	-112
Blīvums	1,4	2,1
Šķīdība ūdenī	Maz izšķīst	Labāk par skābekli
Ķīmiskā aktivitāte	Stabils normālos apstākļos	Viegli sadalās, veidojot skābekli

Secinājumi, pamatojoties uz salīdzināšanas rezultātiem: skābekļa allotropās modifikācijas pēc to kvalitatīvā sastāva neatšķiras. Molekulas struktūra atspoguļojas vielu fizikālajās un ķīmiskajās īpašībās.

Vai skābekļa un ozona daudzums dabā ir vienāds?

Viela, kuras formula ir O 2, atrodas atmosfērā, hidrosfērā, zemes garozā un dzīvos organismos. Apmēram 20% atmosfēras veido divatomiskās skābekļa molekulas. Stratosfērā aptuveni 12-50 km augstumā no zemes virsmas atrodas slānis, ko sauc par "ozona ekrānu". Tās sastāvs atspoguļo formulu O 3 . Ozons aizsargā mūsu planētu, intensīvi absorbējot bīstamos saules sarkanā un ultravioletā spektra starus. Vielas koncentrācija pastāvīgi mainās, un tās zemā koncentrācija ir 0,001%. Tādējādi O 2 un O 3 ir skābekļa alotropās modifikācijas, kurām ir būtiskas atšķirības izplatībā dabā.

kā

Molekulārais skābeklis ir vissvarīgākā vienkāršā viela uz Zemes. Tas veidojas augu zaļajās daļās gaismā dabiskas vai mākslīgas izcelsmes elektriskajās izlādēs, divatomiskā skābekļa molekula sadalās. Temperatūra, kurā process sākas, ir aptuveni 2000 °C. Daži radikāļi atkal apvienojas, veidojot skābekli. Dažas aktīvās daļiņas reaģē ar divu atomu skābekļa molekulām. Šī reakcija rada ozonu, kas reaģē arī ar skābekļa brīvajiem radikāļiem. Tas rada diatomiskas molekulas. Reakciju atgriezeniskums noved pie tā, ka atmosfēras ozona koncentrācija pastāvīgi mainās. Stratosfērā slāņa veidošanās, kas sastāv no O 3 molekulām, ir saistīta ar ultravioleto starojumu no Saules. Bez šī aizsargvairoga bīstamie stari varētu sasniegt Zemes virsmu un iznīcināt visas dzīvības formas.

Skābekļa un sēra alotropās modifikācijas

Ķīmiskie elementi O (Oxygenium) un S (Sulfur) atrodas vienā periodiskās tabulas grupā, tiem raksturīga alotropu formu veidošanās. No molekulām ar dažādu sēra atomu skaitu (2, 4, 6, 8) normālos apstākļos visstabilākā ir S8, kas pēc formas atgādina vainagu. Rombiskais un monoklīniskais sērs ir veidots no šādām 8 atomu molekulām.

119 ° C temperatūrā dzeltenā monoklīniskā forma veido brūnu viskozu masu - plastisku modifikāciju. Sēra un skābekļa allotropo modifikāciju izpētei ir liela nozīme teorētiskajā ķīmijā un praktiskajā darbībā.

Rūpnieciskā mērogā tiek izmantotas dažādu formu oksidējošās īpašības. Ozonu izmanto gaisa un ūdens dezinfekcijai. Bet koncentrācijā virs 0,16 mg/m3 šī gāze ir bīstama cilvēkiem un dzīvniekiem. Molekulārais skābeklis ir būtisks elpošanai, un to izmanto rūpniecībā un medicīnā. Nozīmīgu lomu saimnieciskajā darbībā spēlē oglekļa alotropi (dimants, grafīts, sarkans) un citi ķīmiskie elementi.

Ozona ietekme uz cilvēka veselību ir pretrunīga. Daudzus gadus ir veikta dziļa ozona ietekmes izpēte, jo ozona jēdziens ir gaiss nav gluži pareizs. Uzziniet par to vairāk, un tad jūs ar pārliecību pateiksit, vai ozons ir jūsu draugs vai nē.

Ozons praktiski ir skābeklis, tam pat nav atsevišķas šūnas periodiskajā tabulā. Nejauši skābekļa atomi savienojās pa trim, nevis pa diviem, kā parasti. Savulaik holandiešu fiziķis, veicot eksperimentus, atklāja šo neatbilstību. Lai saprastu, kas ir ozons, un kas ir skābeklis, ir vērts pateikt sīkāk. Skābeklis ir gaiss, ko mēs elpojam katru minūti, bet ozons ir gaisa smarža pēc pērkona negaisa. Vētra darbojas šādā veidā ar sava magnētisma spēku, liekot skābeklim apvienoties trīs atomos, un rezultātā notiek tas, kas notiek. Reti, bet tomēr šāds savienojums notiek noteiktu ķīmisko savienojumu ietekmē. Un, lai gan ozons tiek uzskatīts un ir neatņemama gaisa sastāvdaļa, oficiālais ozona parādīšanās datums tiek uzskatīts par 1840. gadu, kas nozīmē, ka ozons ir diezgan jauna gaisa sastāvdaļa. Tulkojumā ozons nozīmē smaržot, fakts, ka tas smaržo, ir pierādīts, bet par visu pārējo runāt ir grūti, jo zinātnieki nav nonākuši pie vienprātības, un diemžēl neviens nevar pateikt, kam no tā ir lielāks kaitējums vai labums.

Informācijai, Amerikas Savienotajās Valstīs ozona terapijas metode ir ļoti pieprasīta, un, kā liecina statistika, šāda ārstēšana tiek galā ar ļoti daudzām slimībām, šobrīd ozona terapija ir iekļauta arī Krievijā. Bet šeit iejaucas infektologi, viņi saka, ka ar šo metodi cilvēka organismā var iekļūt ļoti liels skaits vīrusu, kas rezultātā var mutēt, un tas jau ir nopietni. Bet viņi nevar pamatot savus vārdus ar faktiem. Tad ir pāragri par to domāt un runāt. No apstrādes ar ozonu jāatzīmē sekojošais, pirmais ir trauki. Ar ozonu bagātinātās asinis uzlabo mikrocirkulāciju ādas kapilāros, tādējādi novēršot pietūkumu un iekaisumu gan ārējos, gan iekšējos. Ozonam ir arī dievišķi pozitīva ietekme uz visu cilvēka nervu sistēmu, jo nav nejaušība, ka pēc trokšņainas metropoles, nokļūstot, piemēram, mežā, kļūst neticami labi gan fiziski, gan garīgi.

Iespējams, nav tālu laiks, kad zinātnieki beidzot pateiks, vai ozons ir noderīgs vai kaitīgs, bet pirmais, visticamāk, tiks pierādīts, jo nekāda kaitējuma no ozona nevar būt, katrā ziņā daudzi, daudzi, gan zinātnieki, gan parastie cilvēki, par to ir pārliecināti.planētas, kuras vēlas elpot tīru un veselīgu gaisu.

2014-06-06

raksturo un salīdzina skābekļa alotropās modifikācijas, fizikālās un ķīmiskās īpašības, skābekļa un ozona iegūšanas metodes, to praktisko nozīmi; ozona slāņa nozīme dzīvībai uz Zemes;

izskaidrot alotropijas būtību;

sastādīt atbilstošo ķīmisko reakciju elektroniskā līdzsvara vienādojumus un shēmas.

skābeklis un ozons. Skābeklis veido divas vienkāršas vielas: skābekli O2 un ozonu O3. kungs(O2) = 32, kungs(O3) = 48.

Dabā ozons veidojas atmosfērā no skābekļa zibens elektriskās izlādes laikā. Raksturīgā svaiguma smarža, ko jūtam pēc pērkona negaisa, ir ozona smarža. Parādību, ka ķīmiskais elements pastāv divu vai vairāku vienkāršu vielu veidā, kas atšķiras pēc īpašībām un struktūras, sauc par alotropiju, bet vienkāršākās vielas sauc par ķīmiskā elementa alotropiskām modifikācijām (formām, modifikācijām).

Skābeklis O2 un ozons O3 ir ķīmiskā elementa skābekļa alotropās modifikācijas.

Kāds ir iemesls alotropo modifikāciju, proti, skābekļa un ozona, dažādajām īpašībām? Jūs jau zināt, ka vielas īpašības nosaka tās sastāvs un struktūra.

Skābeklim un ozonam ir vienāds kvalitatīvais sastāvs, bet atšķirīgs kvantitatīvs; vienāda molekulārā struktūra, bet atšķirīga molekulu telpiskā struktūra: lineāra - nepolārajās skābekļa molekulās un leņķiskā - polārā ozona molekulās. Tātad, papildus līdzīgām vielām, šīm vielām ir dažādas īpašības.

- Katram vienādojumam izveidojiet elektronisku līdzsvara diagrammu. Paskaidrojiet, kā mangāna (IV) oksīda klātbūtne izplūst H2O2 un KClO3 sadalīšanās reakciju gaitā.

Laboratorijā ozonu iegūst īpašās ierīcēs - ozonatoros no skābekļa elektriskās izlādes iedarbībā (36. att.).

Skābekļa allotropo modifikāciju ķīmiskās īpašības. Skābekļa augstā elektronegativitāte rada spēcīgas oksidējošas īpašības tā alotropajām modifikācijām.

Jūs zināt, ka skābeklis ir ļoti reaģējošs. Tas reaģē ar lielāko daļu vienkāršu vielu, veidojot oksīdus.

Skābekļa izmantošana rūpnieciskā mērogā sākās 20. gadsimta vidū. - Pēc ierīces izgudrošanas gaisa sašķidrināšanai un atdalīšanai. Kā oksidētāju to izmanto metalurģijā tērauda ražošanai ar konvertera metodi, griežot metālus, maisījumā ar citiem ar skābekli bagātiem savienojumiem raķešu degvielas oksidēšanai, gāzu maisījumos elpošanai zemūdens darbu laikā un zāles elpošanas mazspējas ārstēšanai.

Ozona izmantošana ir saistīta ar tā ļoti augstu reaģētspēju. To izmanto, lai dezinficētu dzeramo ūdeni, attīrītu dūmgāzes, rūpnieciskos un sadzīves notekūdeņus, balinātu audumus un kā oksidētāju raķešu degvielai.

O3 fizioloģiskā darbība. Jāatceras, ka ozona ārkārtējā oksidējošā spēja izraisa tā toksisko ietekmi uz cilvēkiem, dzīvniekiem un augiem. Pat neliela ozona koncentrācija, kas pārsniedz dabisko, izraisa elpceļu kairinājumu, klepu, vemšanu, reiboni un nogurumu. Šādus simptomus var novērot lielajās pilsētās, kur paaugstinātas transportlīdzekļu emisijas, kas satur slāpekļa oksīdus, izraisa skābekļa pārvēršanu ozonā.

Ozons sasniedz maksimālo koncentrāciju atmosfērā 23-25 ​​km attālumā no Zemes virsmas, veidojot tā saukto ozona slāni.

Ozona slānim ir svarīga loma dzīvības uzturēšanā uz mūsu planētas. Tas aizkavē cilvēkiem, dzīvniekiem un augiem kaitīgo ultravioletā saules starojuma daļu, kas var izraisīt ādas slimības (tostarp vēzi), negatīvi ietekmēt bioloģiskos procesus. Turklāt ozona slānis kopā ar oglekļa dioksīdu absorbē Zemes termisko, infrasarkano starojumu un neļauj tam atdzist.

Taču antropogēno faktoru ietekmē ozona slānis tiek iznīcināts, tajā veidojas "ozona caurumi". Ir zināmi desmitiem vielu - atmosfēras piesārņotāji, kas iznīcina ozona slāni. Zinātnieki izpētījuši, ka īpaši bīstami ir slāpekļa oksīdi, kas veidojas lidmašīnu dzinēju darbības laikā. Pēc citu vielu ietekmes pakāpes dabas apstākļos tā galīgi nav noteikta.

Ozona slāņa saglabāšana un atjaunošana, tā iznīcināšanas cēloņu noteikšana ir viena no aktuālākajām cilvēces problēmām, kas jārisina.

Īsumā par galveno

Skābeklis veido divas alotropās modifikācijas - skābekļa O2 un ozona O3, kas atšķiras pēc molekulas sastāva un struktūras un attiecīgi pēc īpašībām. Ķīmiskā elementa esamību divu vai vairāku vienkāršu vielu veidā, kas atšķiras pēc īpašībām un struktūras, sauc par alotropiju, bet vienkāršākās vielas sauc par ķīmiskā elementa alotropiskām modifikācijām (formām). Skābekļa alotropās modifikācijas - skābeklis O2 un ozons O3 - ir spēcīgi oksidētāji, kas izpaužas reakcijās ar lielāko daļu vienkāršu vielu un daudzām sarežģītām. Oksidācijas reakciju produkti ar skābekli parasti ir oksīdi. O3 ozona oksidējošā jauda ir augstāka nekā O2 skābekļa, kas ir saistīta ar tikai aktīvo skābekļa atomu veidošanos.