Alotropne modifikacije kisika: usporedne značajke i značaj

Atomi jedne vrste mogu biti dio različitihtvari. Za element označen simbolom "O" (od latinskog naziva Oxygenium) poznate su dvije uobičajene tvari u prirodi. Formula jednog od njih je O_2, drugi - O_3. To su alotropne modifikacije kisika (alotropi). Postoje i drugi spojevi koji su manje stabilni (O₄ i O₈). Usporedba molekula i svojstava tvari pomoći će razumjeti razliku između tih oblika.

Što su alotropne modifikacije?

U njemu mogu postojati mnogi kemijski elementidva, tri ili više oblika. Svaka od tih modifikacija formirana je od atoma iste vrste. Znanstvenik J. Berzellius 1841. godine prvi je takav fenomen nazvao alotropijom. Otvorena pravilnost u početku se koristila samo za karakterizaciju supstanci molekulske strukture. Na primjer, poznate su dvije alotropske modifikacije kisika čiji atomi tvore molekule. Kasnije su istraživači otkrili da među kristalima mogu biti modifikacije. Prema modernim konceptima, alotropija je jedan od slučajeva polimorfizma. Razlike između oblika uzrokovane su mehanizmima stvaranja kemijskih veza u molekulama i kristalima. Ova se značajka uglavnom očituje elementima 13-16 skupina periodičke tablice.

Kako različita kombinacija atoma utječe na svojstva materije?

Аллотропные модификации кислорода и озона formirani su od atoma elementa sa serijskim brojem 8 i istim brojem elektrona. Ali oni se razlikuju u strukturi, što je dovelo do značajnog odstupanja u svojstvima.

Usporedba kisika i ozona

dokazi	kisik	ozon
Sastav molekula	2 atoma kisika	3 atoma kisika
struktura
Stanje agregacije i boja	Bezbojna prozirna plinova ili blijedoplava tekućina	Plavi plin, plava tekućina, tamno ljubičasta krutina
miris	Nedostaje	Oštro, podsjeća na grmljavinu, svježe sječeno sijeno
Talište (° C)	-219	-193
Vrelište (° C)	-183	-112
gustoća (g / l)	1,4	2,1
Topnost u vodi	Malo se otopi	Bolje od kisika
Kemijska aktivnost	U normalnim uvjetima, stabilno	Lako se razgrađuje da tvori kisik

Zaključci iz usporedbe: alotropne modifikacije kisika ne razlikuju se u kvalitativnom sastavu. Struktura molekule ogleda se u fizikalnim i kemijskim svojstvima tvari.

Postoji li ista količina kisika i ozona u prirodi?

Tvar čija je formula O₂nalaze se u atmosferi, hidrosferi, zemaljskojkora i živi organizmi. Oko 20% atmosfere stvara diatomska molekula kisika. U stratosferi na nadmorskoj visini od oko 12–50 km od zemljine površine nalazi se sloj koji se zove „ozonski ekran“. Njegov sastav odražava se formulom O₃, Ozon štiti naš planet tako što se intenzivno apsorbiraopasne zrake crvenog i ultraljubičastog spektra sunca. Koncentracija tvari se stalno mijenja, a njegova prosječna vrijednost je niska - 0,001%. Dakle O₂ i O₃ - alotropne modifikacije kisika koje imaju značajne razlike u distribuciji u prirodi.

Kako dobiti kisik i ozon?

Molekularni kisik je najvažniji jednostavantvar na zemlji. Nastaje u zelenim dijelovima biljaka na svjetlu tijekom fotosinteze. Tijekom električnog pražnjenja prirodnog ili umjetnog podrijetla, dijatomska molekula kisika propada. Temperatura na kojoj postupak započinje je oko 2000 ° C. Dio nastalih radikala se opet kombinira, tvoreći kisik. Neke aktivne čestice reagiraju s dijatomskim molekulama kisika. Ova reakcija proizvodi ozon, koji također reagira sa slobodnim kisikovim radikalima. U tom slučaju nastaju dijatomske molekule. Reverzibilnost reakcija dovodi do činjenice da se koncentracija atmosferskog ozona stalno mijenja. U stratosferi nastaje sloj koji se sastoji od O molekula₃, zbog ultraljubičastog zračenja sunca. Bez ovog zaštitnog štita opasne bi zrake mogle doprijeti do površine Zemlje i uništiti sve životne oblike.

Alotropne modifikacije kisika i sumpora

Kemijski elementi O (kisik) i S (sumpor)nalaze se u jednoj skupini periodičke tablice, a karakterizira ih formiranje alotropnih oblika. Od molekula s različitim brojem atoma sumpora (2, 4, 6, 8) u uobičajenim uvjetima, najstabilniji je S8, koji po obliku nalikuje koroni. Iz takvih 8-atomskih molekula grade se rombični i monoklinski sumpor.

Pri temperaturi od 119 ° C, monoklinički oblik žute bojeboja tvori smeđu viskoznu masu - plastična modifikacija. Proučavanje alotropnih modifikacija sumpora i kisika od velikog je značaja u teorijskoj kemiji i praktičnoj aktivnosti.

Industrijski se koristioksidacijska svojstva različitih oblika. Ozon se koristi za dezinfekciju zraka i vode. No, u koncentracijama iznad 0,16 mg / m3, taj je plin opasan za ljude i životinje. Molekularni kisik je ključan za disanje, a koristi se u industriji i medicini. Važnu ulogu u gospodarskoj aktivnosti igraju alotropi od ugljika (dijamant, grafit), fosfora (bijeli, crveni) i drugih kemijskih elemenata.