Атомы одного вида могут входить в состав разных веществ. Для элемента, обозначаемого символом «O» (от лат. названия Oxygenium), известно два распространенных в природе простых вещества. Формула одного из них - O 2, второго - O 3. Это кислорода (аллотропы). Есть и другие соединения, менее стабильные (O 4 и O 8). Понять разницу между этими формами поможет сравнение молекул и
модификации?
Многие химические элементы могут существовать в двух, трех или более формах. Каждое из таких видоизменений образовано атомами одного вида. Ученый Я. Берцеллиус в 1841 году первым назвал такое явление аллотропией. Открытую закономерность первоначально применяли только для характеристики веществ молекулярного строения. Например, известны две аллотропные модификации кислорода, атомы которого образуют молекулы. Позже исследователи установили, что видоизменения могут быть среди кристаллов. По современным представлениям, аллотропия является одним из случаев полиморфизма. Различия между формами вызваны механизмами образования химической связи в молекулах и кристаллах. Такую особенность проявляют в основном элементы 13-16 групп периодической таблицы.
Как разное сочетание атомов отражается на свойствах вещества?
Аллотропные модификации кислорода и озона образованы атомами элемента с порядковым номером 8 и таким же количеством электронов. Но они отличаются по строению, что обусловило значительное расхождение в свойствах.
| Признаки | Кислород | Озон |
Состав молекулы | 2 атома кислорода | 3 атома кислорода |
| Строение |
|
|
| Агрегатное состояние и цвет | Бесцветный прозрачный газ либо бледно-голубая жидкость | Голубой газ, жидкость синего цвета, темно-фиолетовое твердое вещество |
| Запах | Отсутствует | Острый, напоминающий о грозе, свежескошенном сене |
Температура плавления (°С) | -219 | -193 |
| Точка кипения (°С) | -183 | -112 |
Плотность | 1,4 | 2,1 |
Растворимость в воде | Мало растворяется | Лучше, чем у кислорода |
Химическая активность | При обычных условиях стабилен | Легко разлагается с образованием кислорода |
Выводы по результатам сравнения: аллотропные модификации кислорода не отличаются по качественному составу. Структура молекулы отражается на физических и химических свойствах веществ.
Одинаковое ли количество кислорода и озона в природе?
Вещество, формула которого O 2 , встречается в атмосфере, гидросфере, земной коре и живых организмах. Около 20% атмосферы образовано двухатомными молекулами кислорода. В стратосфере на высоте примерно 12-50 км от земной поверхности находится слой, получивший название «озоновый экран». Его состав отражает формула O 3 . Озон защищает нашу планету, интенсивно поглощая опасные лучи красного и ультрафиолетового спектра Солнца. Концентрация вещества постоянно изменяется, а ее низкое - 0,001 %. Таким образом, O 2 и O 3 - аллотропные модификации кислорода, имеющие значительные различия по распространению в природе.
Как
Молекулярный кислород - важнейшее простое вещество на Земле. Образуется в зеленых частях растений на свету в При электрических разрядах природного либо искусственного происхождения двухатомная молекула кислорода распадается. Температура, при которой начинается процесс, составляет около 2000 °С. Часть возникших радикалов соединяется вновь, образуя кислород. Некоторые активные частицы вступают в реакцию с двухатомными молекулами кислорода. В этой реакции получается озон, который также реагирует со свободными радикалами кислорода. При этом возникают двухатомные молекулы. Обратимость реакций приводит к тому, что концентрация атмосферного озона постоянно изменяется. В стратосфере образования слоя, состоящего из молекул O 3 , связано с ультрафиолетовым излучением Солнца. Без этого защитного экрана опасные лучи могли бы достигнуть поверхности Земли и уничтожить все формы жизни.
Аллотропные модификации кислорода и серы
Химические элементы O (Oxygenium) и S (Sulfur) расположены в одной группе периодической таблицы, для них характерно образование аллотропных форм. Из молекул с разным количеством атомов серы (2, 4, 6, 8) при обычных условиях наиболее устойчивая - S8, напоминающая по форме корону. Ромбическая и моноклинная сера построены из таких 8-атомных молекул.
При температуре 119 °С моноклинная форма желтого цвета образует коричневую тягучую массу - пластическую модификацию. Изучение аллотропных видоизменений серы и кислорода имеет большое значение в теоретической химии и практической деятельности.
В промышленных масштабах используются окислительные свойства разных форм. Озон применяется для обеззараживания воздуха и воды. Но при концентрациях свыше 0,16 мг/м3 этот газ опасен для человека и животных. Молекулярный кислород необходим для дыхания, используется в промышленности и медицине. Важную роль в хозяйственной деятельности играют аллотропы углерода (алмаз, графит), красный) и других химических элементов.
2014-06-06характеризовать и сравнивать аллотропных видоизменения кислорода, физические и химические свойства, способы получения кислорода и озона, практическое их значение; значение озонового слоя для жизни на Земле;
объяснять суть аллотропия;
составлять уравнения и схемы электронного баланса соответствующих химических реакций.
Кислород и озон. Кислород образует две простые вещества: кислород О2 и озон О3. Mr (O2) = 32, Mr (O3) = 48.
В природе озон образуется в атмосфере из кислорода при грозовых электрических разрядов. Характерный запах свежести, который мы чувствуем после грозы, — это запах озона. Явление существования химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, различных по свойствам и строению, называется аллотропия, а самые простые вещества — аллотропных видоизменения (формами, модификациями) химического элемента.
Кислород О2 и озон О3 — аллотропных видоизменения химического элемента кислорода.
В чем заключается причина различных свойств аллотропных видоизменений, а именно кислорода и озона? Вы уже знаете, что свойства вещества обусловлены ее составом и строением.
Кислород и озон имеют одинаковый качественный состав, но разное количественный; одинаковую молекулярную строение, но разную пространственное строение молекул: линейную — в неполярной молекулы кислорода и угловую — в полярной молекулы озона. Итак, кроме подобных эти вещества имеют разные свойства.
— Составьте для каждого уравнения схемы электронного баланса. Объясните, как уплывает на ход реакций разложения H2O2 и KClO3 наличие марганца (IV) оксида.
В лаборатории озон добуваюить в специальных приборах — озонаторах из кислорода под действием электрического разряда (рис. 36).
Химические свойства аллотропных видоизменений кислорода. Высокая электроотрицательность кислорода приводит сильные окислительные свойства его аллотропных видоизменений.
Вам известно, что кислород характеризуется высокой реакционной способностью. Он реагирует с большинством простых веществ с образованием оксидов.
Применение кислорода в промышленных масштабах началось с середины XX в. — После изобретения устройства для сжижения и разделения воздуха. Как окислитель его применяют в металлургии для получения стали конверторным способом, резки металлов, в смеси с другими богатыми кислород соединениями — для окисления ракетного топлива, в газовых смесях для дыхания при проведении подводных работ, в медицине при нарушении дыхания.
Применение озона обусловлено его очень высокой реакционной способностью. Он используется для дезинфекции питьевой воды, очистки дымовых газов, промышленных и бытовых сточных вод, отбеливания тканей, а также как окислитель ракетного топлива.
Физиологическое действие О3. Следует помнить, что чрезвычайная окислительная способность озона приводит его токсическое воздействие на человека, животных и растения. Даже малые концентрации озона, превышающие естественные, вызывают раздражение дыхательных путей, кашель, рвоту, головокружение, утомляемость. Такие симптомы можно наблюдать в крупных городах, где повышенные выбросы автомобилей, содержащих оксиды азота, вызывают преобразования кислорода в озон.
Максимальной концентрации в атмосфере озон достигает на расстоянии 23 — 25 км от поверхности Земли, образуя так называемый озоновый слой.
Озоновый слой играет важную роль в сохранении жизни на нашей планете. Он задерживает губительную для людей, животных и растений часть вредного ультрафиолетового солнечного излучения, которое может вызвать заболевания кожи (в том числе и онкологические), негативно повлиять на биологические процессы. Кроме того, вместе с углекислым газом озоновый слой поглощает тепловое, инфракрасное излучение Земли и предотвращает ее охлаждению.
Однако под влиянием антропогенных факторов озоновый слой претерпевает разрушения, в нем образуются «озоновые дыры». Известны десятки веществ — загрязнителей атмосферы, которые разрушают озоновый слой. Ученые исследовали, что особенно опасны оксиды азота, которые образуются при работе авиационных двигателей. По степени влияния других веществ, то он в естественных условиях окончательно не определен.
Сохранение и восстановление озонового слоя, установления причин его разрушения — одна из самых насущных проблем человечества, что требует решения.
Коротко о главном
Кислород образует две аллотропных видоизменения — кислород О2 и озон О3, которые отличаются составом и строением молекулы и, соответственно, свойствами. Существование химического элемента в виде двух или нескольких простых веществ, различных по свойствам и строению, называется аллотропия, а самые простые вещества — аллотропных видоизменения (формами) химического элемента. Аллотропных видоизменения кислорода — кислород О2 и озон О3 — сильные окислители, что проявляется в реакциях с большинством простых веществ и многими сложными. Продуктами реакций окисления кислородом обычно оксиды. Окислительная способность озона О3 выше, чем у кислорода О2, что обусловлено образованием исключительно активных атомов кислорода.
Влияние озона на здоровье человека неоднозначно. Уже на протяжении многих лет идет глубокое изучение воздействия озона, ведь понятие озон - это воздух не совсем правильное. Узнаете о нём побольше, и тогда вы с уверенностью скажете, озон ваш друг или нет.
Озон- это практически кислород, у него даже нет отдельной ячейки в таблице Менделеева. Волей случая атомы кислорода соединились по три, а не по два, как обычно. В свое время голландский физик проводя опыты обнаружил это несоответствие. Для того, чтобы понять, что же такое озон , а что кислород, стоит сказать подробнее. Кислород- это воздух которым мы дышим ежеминутно, а вот озон, это запах воздуха после грозы. Гроза действует таким образом, силой своего магнетизма, вынуждает кислород соединятся по три атома, и в итоге происходит, то что происходит. Редко, но все же такое соединение происходит и под воздействием некоторых химических соединений. И хотя озон считается и является неотъемлемой составляющей воздуха, официально дата появления озона считается 1840 год, из этого следует, что озон достаточно молодой компонент воздуха. В переводе озон означает пахнущий, то что он пахнет это доказанный факт, а вот о всем остальном говорить трудно, так как ученые не пришли к единому мнению, и чего же в нем больше вреда или пользы, сказать к сожалению никто не сможет.
Для сведения, в соединённых штатах Америки, метод озон терапии, достаточно высоко востребован, и как показывает статистика, такое лечение справляется с огромным количеством заболеваний, на данный момент и в России входит практика лечения озоном. Но тут вмешиваются инфекционисты, оно говорят о том, что таким методом в человеческий организм может попадать очень большое количество вирусов, которые в следствие могут мутировать и это уже серьезно. Но вот подтвердить свои слова фактами они не могут. Тогда надо полагать и говорить об этом пока рано. Из лечения озоном нужно отметить следующие, первое это сосуды. Обогащённая озоном кровь улучшает микроциркуляцию в капиллярах кожи, этим самым снимает отеки и воспаления как наружные, так и внутренние. Так же озон оказывает божественное положительное воздействие на всю нервную систему человека, ведь не случайно после шумного мегаполиса, попадая например, в лес, становится невероятно хорошо как физически так и душевно.
Наверное, не за горами то время когда наконец ученые нам скажут так полезен ли озон или вреден, но первое скорее всего будет доказанным, так как вреда от озона быть не может во всяком случае в этом убеждены многие и многие, как ученые так и простые жители планеты, которым хочется дышать чистым и полезным воздухом.
