Фізичні та хімічні властивості кисню

Кисень – елемент другого періоду VIA групи Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва, з атомним номером 8. Символ – О.

Атомна маса – 16.е.м. Молекула кисню двухатомна і має формулу – О2

Кисень належить до сімейства p-елементів. Електронна конфігурація атома оксигену 1s22s22p4. У своїх з’єднаннях кисень здатний проявляти кілька ступенів окислення: «-2», «-1» (пероксидах), «+2» (F2O). Для кисню характерно прояв явища аллотропии – існування у вигляді кількох простих речовин – аллотропних модифікацій. Алотропні модифікації оксигену – кисень O2 і озон (O3.

Хімічні властивості кисню

Кисень є сильним окислювачем, т. к. для завершення зовнішнього електронного рівня йому не вистачає всього 2-х електронів, і він легко приєднує їх. По хімічній активності кисень поступається тільки фтору. Кисень утворює сполуки з усіма елементами, крім гелію, неону і аргону. Безпосередньо неї кисень вступає в реакції взаємодії з галогенами, сріблом, золотом і платиною (їх з’єднання отримують непрямим шляхом). Майже всі реакції за участю кисню – екзотермічні. Характерна особливість багатьох реакцій з’єднання з киснем — виділення великої кількості тепла і світла. Такі процеси називають горінням.

Взаємодія кисню з металами. З лужними металами (окрім літію) кисень утворює пероксиди або надпероксиды, з рештою – оксиди. Наприклад:

 

  • 4Li + O2 = 2Li2O;
  • 2Na + O2 = Na2O2;
  • K + O2 = KO2;
  • 2Ca + O2 = 2CaO;
  • 4Al + 3O2 = 2Al2O3;
  • 2Cu + O2 = 2CuO;
  • 3 fe + 2 O 2 = fe 3 o 4.

 

Взаємодія кисню з неметалами. Взаємодія кисню з неметалами протікає при нагріванні; всі реакції екзотермічни, за винятком взаємодії з азотом (реакція ендотермічна, відбувається при 3000^{\circ}в електричній дузі, в природі – при грозовому розряді). Наприклад:

4P + 5O2 = 2P2O5;

S+ O2 = SO2;

С + О2 = СО2;

2Н 2 + O2 = 2Н2О;

N2 + O2 ↔ 2NO – Q.

Взаємодія зі складними неорганічними речовинами. При горінні складних речовин у надлишку кисню утворюються оксиди відповідних елементів:

2H2S + 3O2 = 2SO2↑ + 2H2O;

4NH3 + 3O2 = 2N2↑ + 6н 2 о;

4NH3 + 5O2 = 4NO↑ + 6н 2 о ;

2PH3 + 4O2 = 2H3PO4;

SiH4 + 2 O 2 = SiO2 + 2H2O;

4FeS2+11O2 = 2Fe2O3 +8 SO2↑.

Кисень здатний окислювати оксиди та гідроксиди до сполук з більш високим ступенем окислення:

2CO + O2 = 2CO2;

2SO2 + O2 = 2SO3;

2NO + O2 = 2NO2;

4FeO + O2 = 2Fe2O3.

Взаємодія зі складними органічними речовинами. Практично всі органічні речовини горять, окислюючись киснем повітря до вуглекислого газу і води:

CH4 + 2 O 2 = CO2↑ +H2O.

Крім реакцій горіння (повне окиснення) можливі також реакції неповного або каталітичного окислення, в цьому випадку продуктами реакції можуть бути спирти, альдегіди, кетони, карбонові кислоти й інші речовини:

 

Окислення вуглеводів, білків і жирів служить джерелом енергії в живому організмі.

Фізичні властивості кисню

Кисень – найпоширеніший елемент на землі (47% по масі). В повітрі вміст кисню становить 21% за обсягом. Кисень – складова частина води, мінералів, органічних речовин. У рослинних і тваринних тканинах міститься 50 -85 % кисню у вигляді різних сполук.

У вільному стані кисень являє собою газ без кольору, смаку і запаху, погано розчинний у воді (в 100 л води при 20^{\circ}розчиняється 3 л кисню. Рідкий кисень блакитного кольору, має парамагнитными властивостями (втягується в магнітне поле).

Отримання кисню

Розрізняють промислові і лабораторні способи добування кисню. Так, у промисловості кисень отримують перегонкою рідкого повітря, а до основним лабораторним способів одержання кисню відносять реакції термічного розкладання складних речовин:

  • 2KMnO4 = K2MnO4 + Mn 2 + O2↑
  • 4K2Cr2O7 = 4K2CrO4 + 2Cr2O3 +3 O2↑
  • 2KNO3 = 2KNO2 + O2↑
  • 2KClO3 = 2KCl +3 O2↑
����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������°����¯�¿�½������³����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½���¯���¿���½����¯�¿�½������·����¯�¿�½������º����¯�¿�½������°...
ПОДІЛИТИСЯ: