Кислород
— элемент главной подгруппы шестой группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 8. Обозначается символом O
(лат. Oxygenium). Кислород — химически активный неметалл, является самым лёгким элементом из группы халькогенов.
Кислород – важнейший элемент. Его химия тесно связана практически со всеми элементами Периодической системы, поскольку с каждым из них кислород образует те или иные соединения. Исключение составляют только легкие инертные газы – гелий, неон, аргон.
Есть и еще одна важная причина. Кислород играет исключительную роль в существовании на Земле жизни и всей человеческой цивилизации. На поверхности планеты – в земной коре – связанный кислород является самым распространенным элементом. В составе минералов, в виде соединений с другими элементами он составляет 47 % от массы земной коры!
В атмосфере Земли кислород находится в свободном (не связанном) состоянии: здесь его 21 % по объему или 23 % по массе. Количество свободного кислорода в атмосфере земного шара оценивается в 1 000 000 000 000 000 с лишним тонн.
Толщина земной атмосферы составляет несколько сотен километров. Разумеется, уже в 100 км от поверхности Земли атмосфера очень разрежена, тем не менее, ее состав определяется с помощью спутников. Если взять глобус диаметром 35 см и представить вокруг него двухсантиметровый слой, то мы получим некоторое понятие о масштабах земной атмосферы. Ее объем составляет более чем 4·1018
м3
. Огромное количество кислорода (86 - 89 % по массе с учетом растворенных в воде солей) содержит гидросфера Земли – моря и океаны.
Кислород обязателен для существования жизни. Если на какой-либо планете будет обнаружен кислород, вода и благоприятный интервал температур, можно утверждать, что там есть условия для жизни.
Кислород – основной биогенный элемент, входящий в состав молекул всех важнейших веществ, обеспечивающих структуру и функции клеток. В каждом растении или животном кислорода гораздо больше, чем любого другого элемента (в среднем около 70 %). Мышечная ткань человека содержит 16 % кислорода, костная ткань – 28,5 %; всего в организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится 43 кг кислорода.
Проблема с кислородообеспечением становится всё более актуальной практически для всех жителей нашей планеты. Особенно остро эта проблема ощущается людьми, живущими в мегаполисе и работающими в офисах, где нехватка кислорода наиболее ощутима и сказывается на общем состоянии организма и эффективности работы. Ведь, постоянное и бесперебойное снабжение организма кислородом – залог здоровья. Кислород необходим, прежде всего, для выработки энергии в клетках, без которой невозможно нормальное функционирование всех без исключения систем организма. Без энергии не работает ни одна клетка, без кислорода невозможна сама жизнь.
— 8-й элемент Периодической таблицы;
— заряд ядра 8;
— химически
— относительная атомная масса (атомный вес) 16.
— валентность кислорода в соединениях равна двум;
— наиболее распространенная степень окисления -2, есть и −1, 0 ,+1, +2, -½
— Молекула кислорода О2
;
— молекулярная масса (молекулярный вес) 32 а.е.м.;
— Молярная масса 32 г/моль.
Модификации
Кислород
— при нормальных условиях — газ без цвета, вкуса и запаха;
— молекула состоит из двух атомов кислорода (формула O2
), в связи с чем его также называют дикислород;
— жидкий кислород имеет светло-голубой цвет, а твёрдый представляет собой кристаллы светло-синего цвета.
Озон
— газ, состоящий из трёхатомных молекул O3
;
— при нормальных условиях — газ голубого цвета.
— при сжижении превращается в жидкость цвета индиго;
— в твёрдом виде представляет собой тёмно-синие, практически чёрные кристаллы.
Физические свойства
Кислород
— немного тяжелее воздуха;
— слабо растворяется в воде и спирте;
— хорошо растворяется в расплавленном серебре;
— при нагревании газообразного кислорода происходит его обратимая диссоциация на атомы;
— не имеет запаха.
Озон
— температура кипения — −111,9 °C;
— температура плавления — −251,4 °C;
— растворимость в воде в 10 раз выше по сравнению с кислородом;
— в газообразном состоянии озон диамагнитен, в жидком — слабопарамагнитен;
— специфический «металлический» запах.
Химические свойства
Кислород
— сильный окислитель, взаимодействует практически со всеми элементами, образуя оксиды;
— реакция окисления протекает с выделением тепла и ускоряется при повышении температуры;
— окисляет большинство органических соединений;
— окисляет соединения, которые содержат элементы с не максимальной степенью окисления;
кислород поддерживает процессы дыхания, горения, гниения
Озон
— образование озона проходит по обратимой реакции:
3O2
+ 68 ккал (285 кДж) ←→ 2O3
;
— молекула О3
неустойчива;
— при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут превращается в O2
с выделением тепла;
— мощный окислитель;
— окисляет почти все металлы до их высших степени окисления;
окисляет многие неметаллы, продуктом реакции в основном является кислород.