să caracterizeze și să compare modificările alotropice ale oxigenului, proprietățile fizice și chimice, metodele de obținere a oxigenului și a ozonului, semnificația lor practică; importanța stratului de ozon pentru viața de pe Pământ;
explicați esența alotropiei;
întocmeşte ecuaţii şi scheme ale bilanţului electronic al reacţiilor chimice corespunzătoare.
oxigen si ozon. Oxigenul formează două substanțe simple: oxigenul O2 și ozonul O3. Mr(O2) = 32, Mr(O3) = 48.
În natură, ozonul se formează în atmosferă din oxigen în timpul descărcărilor electrice de fulgere. Mirosul caracteristic de prospețime pe care îl simțim după o furtună este mirosul de ozon. Fenomenul existenței unui element chimic sub forma a două sau mai multe substanțe simple, diferite ca proprietăți și structură, se numește alotropie, iar cele mai simple substanțe se numesc modificări (forme, modificări) alotropice ale unui element chimic.
Oxigenul O2 și ozonul O3 sunt modificări alotrope ale elementului chimic oxigen.
Care este motivul diferitelor proprietăți ale modificărilor alotropice, și anume oxigenul și ozonul? Știți deja că proprietățile unei substanțe sunt determinate de compoziția și structura ei.
Oxigenul și ozonul au aceeași compoziție calitativă, dar cantitativ diferit; aceeași structură moleculară, dar structură spațială diferită a moleculelor: liniară - în moleculele de oxigen nepolare și unghiulară - în moleculele de ozon polar. Deci, pe lângă substanțele similare, aceste substanțe au proprietăți diferite.
- Realizați o diagramă electronică de echilibru pentru fiecare ecuație. Explicați modul în care prezența oxidului de mangan (IV) plutește în cursul reacțiilor de descompunere a H2O2 și KClO3.
În laborator, ozonul se obține în aparate speciale - ozonizatoare din oxigen sub acțiunea unei descărcări electrice (Fig. 36).
Proprietățile chimice ale modificărilor alotropice ale oxigenului. Electronegativitatea ridicată a oxigenului are ca rezultat proprietăți oxidante puternice ale modificărilor sale alotropice.
Știi că oxigenul este foarte reactiv. Reacționează cu majoritatea substanțelor simple pentru a forma oxizi.
Utilizarea oxigenului la scară industrială a început la mijlocul secolului al XX-lea. - După inventarea unui dispozitiv de lichefiere și separare a aerului. Ca agent oxidant, este utilizat în metalurgie pentru producerea oțelului prin metoda convertorului, tăierea metalelor, în amestec cu alți compuși bogați în oxigen pentru oxidarea combustibilului pentru rachete, în amestecuri de gaze pentru respirație în timpul lucrului subacvatic și în medicament pentru insuficienta respiratorie.
Utilizarea ozonului se datorează reactivității sale foarte mari. Este folosit pentru dezinfectarea apei potabile, a gazelor de ardere curățate, a apelor uzate industriale și menajere, a țesăturilor de înălbire și ca oxidant pentru combustibilul pentru rachete.
Acțiunea fiziologică a O3. Trebuie amintit că puterea de oxidare extremă a ozonului duce la efectele sale toxice asupra oamenilor, animalelor și plantelor. Chiar și concentrațiile mici de ozon, depășind cele naturale, provoacă iritații ale căilor respiratorii, tuse, vărsături, amețeli și oboseală. Astfel de simptome pot fi observate în orașele mari, unde emisiile crescute ale vehiculelor care conțin oxizi de azot fac ca oxigenul să fie transformat în ozon.
Ozonul atinge concentrația maximă în atmosferă la o distanță de 23-25 km de suprafața Pământului, formând așa-numitul strat de ozon.
Stratul de ozon joacă un rol important în menținerea vieții pe planeta noastră. Întârzie partea radiației solare ultraviolete dăunătoare, care este dăunătoare pentru oameni, animale și plante, care poate provoca boli ale pielii (inclusiv cancer) și poate afecta negativ procesele biologice. În plus, împreună cu dioxidul de carbon, stratul de ozon absoarbe radiația termică, infraroșie a Pământului și împiedică răcirea acestuia.
Cu toate acestea, sub influența factorilor antropici, stratul de ozon este supus distrugerii, în el se formează „găuri de ozon”. Sunt cunoscute zeci de substanțe - poluanți atmosferici care distrug stratul de ozon. Oamenii de știință au studiat că oxizii de azot, care se formează în timpul funcționării motoarelor de aeronave, sunt deosebit de periculoși. După gradul de influență al altor substanțe, acesta nu a fost determinat definitiv în condiții naturale.
Conservarea și refacerea stratului de ozon, stabilirea cauzelor distrugerii acestuia este una dintre cele mai stringente probleme ale omenirii care trebuie abordată.
Pe scurt despre principal
Oxigenul formează două modificări alotropice - oxigenul O2 și ozonul O3, care diferă în compoziția și structura moleculei și, în consecință, în proprietăți. Existenta unui element chimic sub forma a doua sau mai multe substante simple, diferite ca proprietati si structura, se numeste alotropie, iar cele mai simple substante se numesc modificari (forme) alotropice ale unui element chimic. Modificările alotropice ale oxigenului - oxigen O2 și ozon O3 - sunt agenți oxidanți puternici, care se manifestă prin reacții cu majoritatea substanțelor simple și multe complexe. Produșii reacțiilor de oxidare cu oxigenul sunt de obicei oxizi. Puterea de oxidare a ozonului O3 este mai mare decât cea a oxigenului O2, ceea ce se datorează formării atomilor de oxigen exclusiv activi.
Atomii de același tip pot face parte din diferite substanțe. Pentru elementul notat cu simbolul „O” (de la denumirea latină Oxygenium) se cunosc două substanțe simple comune în natură. Formula unuia dintre ele este O 2, al doilea este O 3. Aceștia sunt oxigenul (alotropi). Există și alți compuși care sunt mai puțin stabili (O 4 și O 8). Pentru a înțelege diferența dintre aceste forme, o comparație a moleculelor și
modificari?
Multe elemente chimice pot exista în două, trei sau mai multe forme. Fiecare dintre aceste modificări este formată din atomi de același tip. Omul de știință J. Berzellius în 1841 a fost primul care a numit un astfel de fenomen alotropie. Regularitatea deschisă a fost folosită inițial doar pentru a caracteriza substanțele cu structură moleculară. De exemplu, sunt cunoscute două modificări alotropice ale oxigenului, atomii cărora formează molecule. Mai târziu, cercetătorii au descoperit că printre cristale pot fi modificări. Conform conceptelor moderne, alotropia este unul dintre cazurile de polimorfism. Diferențele dintre forme sunt cauzate de mecanismele de formare a legăturilor chimice în molecule și cristale. Această caracteristică se manifestă în principal prin elementele grupelor 13-16 ale tabelului periodic.
Cum afectează diferitele combinații de atomi proprietățile materiei?
Modificările alotropice ale oxigenului și ozonului sunt formate din atomii elementului cu numărul atomic 8 și același număr de electroni. Dar ele diferă în structură, ceea ce a condus la o discrepanță semnificativă în proprietăți.
| semne | Oxigen | Ozon |
Compoziția moleculei | 2 atomi de oxigen | 3 atomi de oxigen |
| Structura |
|
|
| Stare agregată și culoare | Gaz transparent incolor sau lichid albastru pal | Gaz albastru, lichid albastru, solid violet închis |
| Miros | Este absent | Ascuțit, care amintește de o furtună, fân proaspăt tăiat |
Punct de topire (°C) | -219 | -193 |
| Punct de fierbere (°C) | -183 | -112 |
Densitate | 1,4 | 2,1 |
Solubilitate in apa | Puțin se dizolvă | Mai bine decât oxigenul |
Activitate chimică | Stabil în condiții normale | Se descompune ușor pentru a forma oxigen |
Concluzii bazate pe rezultatele comparației: modificările alotropice ale oxigenului nu diferă în compoziția lor calitativă. Structura unei molecule se reflectă în proprietățile fizice și chimice ale substanțelor.
Cantitățile de oxigen și ozon sunt aceleași în natură?
O substanță a cărei formulă este O 2 se găsește în atmosferă, hidrosferă, scoarța terestră și organismele vii. Aproximativ 20% din atmosferă este formată din molecule de oxigen biatomic. În stratosferă, la o altitudine de aproximativ 12-50 km de suprafața pământului, există un strat numit „ecran de ozon”. Compoziția sa reflectă formula O 3 . Ozonul protejează planeta noastră absorbind intens razele periculoase din spectrul roșu și ultraviolet al soarelui. Concentrația unei substanțe este în continuă schimbare, iar concentrația sa scăzută este de 0,001%. Astfel, O 2 și O 3 sunt modificări alotropice ale oxigenului, care au diferențe semnificative de distribuție în natură.
Cum
Oxigenul molecular este cea mai importantă substanță simplă de pe Pământ. Se formează în părțile verzi ale plantelor la lumină în descărcări electrice de origine naturală sau artificială, molecula de oxigen diatomic se descompune. Temperatura la care începe procesul este de aproximativ 2000 °C. Unii dintre radicalii rezultați se combină din nou, formând oxigen. Unele particule active reacţionează cu moleculele de oxigen diatomic. Această reacție produce ozon, care reacționează și cu radicalii liberi de oxigen. Acest lucru creează molecule diatomice. Reversibilitatea reacțiilor duce la faptul că concentrația de ozon atmosferic este în continuă schimbare. În stratosferă, formarea unui strat format din molecule de O 3 este asociată cu radiația ultravioletă de la Soare. Fără acest scut protector, razele periculoase ar putea ajunge la suprafața Pământului și ar putea distruge toate formele de viață.
Modificări alotropice ale oxigenului și sulfului
Elementele chimice O (Oxigeniu) și S (Sulf) sunt situate în aceeași grupă a tabelului periodic, ele fiind caracterizate prin formarea formelor alotrope. Dintre moleculele cu numere diferite de atomi de sulf (2, 4, 6, 8), în condiții normale, cel mai stabil este S8, care seamănă cu o coroană. Sulful rombic și monoclinic sunt construite din astfel de molecule cu 8 atomi.
La o temperatură de 119 ° C, forma monoclinică galbenă formează o masă vâscoasă maro - o modificare plastică. Studiul modificărilor alotropice ale sulfului și oxigenului este de mare importanță în chimia teoretică și activitățile practice.
La scară industrială, sunt utilizate proprietățile oxidante de diferite forme. Ozonul este folosit pentru a dezinfecta aerul și apa. Dar la concentrații de peste 0,16 mg/m3, acest gaz este periculos pentru oameni și animale. Oxigenul molecular este esențial pentru respirație și este utilizat în industrie și medicină. Un rol important în activitatea economică îl au alotropii carbonului (diamant, grafit, roșu) și alte elemente chimice.
Efectul ozonului asupra sănătății umane este controversat. De mulți ani, a existat un studiu profund al efectelor ozonului, deoarece conceptul de ozon este aer nu este în întregime corect. Află mai multe despre el și apoi vei spune cu încredere dacă ozonul este sau nu prietenul tău.
Ozonul este practic oxigen, nici măcar nu are o celulă separată în tabelul periodic. Din întâmplare, atomii de oxigen s-au conectat în trei, și nu în doi, ca de obicei. La un moment dat, un fizician olandez, care conducea experimente, a descoperit această discrepanță. Pentru a înțelege ce este ozon, și ce este oxigenul, merită spus mai detaliat. Oxigenul este aerul pe care îl respirăm în fiecare minut, dar ozonul este mirosul aerului după o furtună. Furtuna acționează în acest fel, prin puterea magnetismului său, forțând oxigenul să se combine în trei atomi și, ca urmare, ceea ce se întâmplă este ceea ce se întâmplă. Rareori, dar totuși o astfel de conexiune apare sub influența anumitor compuși chimici. Și deși ozonul este considerat și este o componentă integrantă a aerului, data oficială a apariției ozonului este considerată a fi 1840, ceea ce înseamnă că ozonul este o componentă destul de tânără a aerului. În traducere, ozonul înseamnă miros, faptul că miroase este un fapt dovedit, dar este dificil să vorbim despre orice altceva, deoarece oamenii de știință nu au ajuns la un consens și, din păcate, nimeni nu poate spune ce este mai rău sau beneficiu în el.
Pentru informații, în Statele Unite ale Americii, metoda de terapie cu ozon este la mare căutare și, după cum arată statisticile, un astfel de tratament face față unui număr mare de boli, în prezent, tratamentul cu ozon este inclus și în Rusia. Dar aici intervin specialiştii în boli infecţioase, spun că un număr foarte mare de viruşi pot pătrunde în corpul uman prin această metodă, care, ca urmare, se poate muta, iar acest lucru este deja grav. Dar nu-și pot susține cuvintele cu fapte. Atunci este prea devreme să ne gândim și să vorbim despre asta. Dintre tratamentul cu ozon, trebuie remarcate următoarele, primul este vasele. Sângele îmbogățit cu ozon îmbunătățește microcirculația în capilarele pielii, îndepărtând astfel umflăturile și inflamațiile, atât externe, cât și interne. Ozonul are, de asemenea, un efect divin pozitiv asupra întregului sistem nervos al unei persoane, deoarece nu întâmplător, după o metropolă zgomotoasă, pătrunderea în pădure, de exemplu, devine incredibil de bine atât fizic, cât și psihic.
Probabil că timpul nu este departe când oamenii de știință ne vor spune în sfârșit dacă ozonul este util sau dăunător, dar primul este probabil să fie dovedit, deoarece nu poate exista nici un rău de la ozon, în orice caz, mulți, mulți, atât oameni de știință, cât și oamenii obișnuiți, sunt convinși de acest lucru.planete care vor să respire aer curat și sănătos.
