Alotropowe modyfikacje tlenu: cechy porównawcze i znaczenie

Atomy jednego rodzaju mogą być częścią różnychsubstancje. W przypadku pierwiastka oznaczonego symbolem „O” (od łacińskiej nazwy Oxygenium) znane są dwie powszechne w naturze substancje. Wzór jednego z nich to O_2, drugi - O_3. Są to alotropowe modyfikacje tlenu (alotropy). Istnieją inne związki, które są mniej stabilne (O₄ i O₈) Porównanie cząsteczek i właściwości substancji pomoże zrozumieć różnicę między tymi formami.

Jakie są modyfikacje alotropowe?

W programie może występować wiele pierwiastków chemicznychdwie, trzy lub więcej form. Każda z tych modyfikacji jest utworzona przez atomy tego samego rodzaju. W 1841 r. Naukowiec J. Berzellius jako pierwszy nazwał takie zjawisko alotropią. Otwarte prawo początkowo służyło jedynie do charakteryzowania substancji o budowie molekularnej. Na przykład istnieją dwie znane alotropowe modyfikacje tlenu, których atomy tworzą cząsteczki. Naukowcy odkryli później, że wśród kryształów mogą występować mutacje. Według współczesnych koncepcji alotropia jest jednym z przypadków polimorfizmu. Różnice między formami są spowodowane mechanizmami wiązań chemicznych w cząsteczkach i kryształach. Cecha ta przejawia się głównie w elementach 13-16 grup układu okresowego.

Jak inna kombinacja atomów wpływa na właściwości materii?

Аллотропные модификации кислорода и озона składają się z atomów elementu o numerze seryjnym 8 i tej samej liczbie elektronów. Różnią się jednak budową, co doprowadziło do znacznej rozbieżności we właściwościach.

Porównanie tlenu i ozonu

Znaki	Tlen	Ozon
Skład cząsteczek	2 atomy tlenu	3 atomy tlenu
Struktura
Stan fizyczny i barwa	Bezbarwny przezroczysty gaz lub bladoniebieska ciecz	Niebieski gaz, niebieska ciecz, ciemnofioletowe ciało stałe
Zapach	Brakujący	Ostre, przypominające burzę, świeżo ścięte siano
Temperatura topnienia (° C)	-219	-193
Temperatura wrzenia (° C)	-183	-112
Gęstość (g / l)	1,4	2,1
Rozpuszczalność w wodzie	Trochę się rozpuszcza	Lepsze niż tlen
Aktywność chemiczna	Stabilny w normalnych warunkach	Łatwo rozkłada się do tlenu

Wnioski na podstawie wyników porównania: alotropowe modyfikacje tlenu nie różnią się składem jakościowym. Struktura cząsteczki znajduje odzwierciedlenie we właściwościach fizycznych i chemicznych substancji.

Czy w naturze występuje taka sama ilość tlenu i ozonu?

Substancja, której wzór to O₂, występujące w atmosferze, hydrosferze, naziemnekora i żywe organizmy. Około 20% atmosfery tworzą dwuatomowe cząsteczki tlenu. W stratosferze, na wysokości około 12-50 km od powierzchni Ziemi, znajduje się warstwa zwana „ekranem ozonowym”. Jego skład odzwierciedla formułę O.₃... Ozon, intensywnie wchłaniając, chroni naszą planetęniebezpieczne promienie czerwonego i ultrafioletowego spektrum słońca. Stężenie substancji stale się zmienia, a jej średnia wartość jest niska - 0,001%. Więc O₂ i O₃ - alotropowe modyfikacje tlenu, które mają w przyrodzie znaczne różnice w rozmieszczeniu.

Jak zdobyć tlen i ozon?

Najważniejszy jest tlen cząsteczkowysubstancja na ziemi. Powstaje w zielonych częściach roślin w świetle podczas fotosyntezy. Podczas wyładowań elektrycznych pochodzenia naturalnego lub sztucznego rozkłada się dwuatomowa cząsteczka tlenu. Temperatura, w której rozpoczyna się proces, wynosi około 2000 ° C. Niektóre rodniki, które powstały, łączą się ponownie, tworząc tlen. Niektóre substancje czynne reagują z dwuatomowymi cząsteczkami tlenu. W tej reakcji powstaje ozon, który również reaguje z wolnymi rodnikami tlenowymi. W ten sposób powstają cząsteczki dwuatomowe. Odwracalność reakcji prowadzi do tego, że stężenie ozonu atmosferycznego stale się zmienia. W stratosferze powstaje warstwa składająca się z O₃, wiąże się z promieniowaniem ultrafioletowym słońca. Bez tej ochronnej osłony niebezpieczne promienie mogłyby dotrzeć do powierzchni Ziemi i zniszczyć wszystkie formy życia.

Alotropowe modyfikacje tlenu i siarki

Pierwiastki chemiczne O (Oxygenium) i S (siarka)znajdują się w tej samej grupie układu okresowego, charakteryzują się tworzeniem form alotropowych. Spośród cząsteczek o różnej liczbie atomów siarki (2, 4, 6, 8) w normalnych warunkach najbardziej stabilna jest S8, która przypomina koronę. Siarka rombowa i jednoskośna zbudowana jest z takich 8-atomowych cząsteczek.

W temperaturze 119 ° C jednoskośna postać żółcikolor tworzy brązową lepką masę - modyfikacja plastyczna. Badanie alotropowych modyfikacji siarki i tlenu ma duże znaczenie w chemii teoretycznej i działalności praktycznej.

Na skalę przemysłową są używanewłaściwości utleniające różnych form. Ozon służy do dezynfekcji powietrza i wody. Ale w stężeniach powyżej 0,16 mg / m3 gaz ten jest niebezpieczny dla ludzi i zwierząt. Tlen cząsteczkowy jest niezbędny do oddychania i jest używany w przemyśle i medycynie. Ważną rolę w działalności gospodarczej odgrywają alotropy węgla (diament, grafit), fosforu (biały, czerwony) i inne pierwiastki chemiczne.