Алотропні модифікації кисню: порівняльна характеристика та значення

Атоми одного виду можуть входити до складу різнихречовин. Для елемента, що позначається символом «O» (від лат. Назви Oxygenium), відомо два поширених в природі простих речовини. Формула одного з них - O_2, другого - O_3. Це аллотропние модифікації кисню (аллотропии). Є й інші сполуки, менш стабільні (O₄ і O₈). Зрозуміти різницю між цими формами допоможе порівняння молекул і властивостей речовин.

Що таке аллотропние модифікації?

Багато хімічні елементи можуть існувати вдвох, трьох або більше формах. Кожне з таких видозмін утворено атомами одного виду. Вчений Я. Берцелліус в 1841 році першим назвав таке явище аллотропией. Відкриту закономірність спочатку застосовували тільки для характеристики речовин молекулярної будови. Наприклад, відомі дві аллотропние модифікації кисню, атоми якого утворюють молекули. Пізніше дослідники встановили, що видозміни можуть бути серед кристалів. За сучасними уявленнями, аллотропия є одним з випадків поліморфізму. Відмінності між формами викликані механізмами утворення хімічного зв'язку в молекулах і кристалах. Таку особливість проявляють в основному елементи 13-16 груп періодичної таблиці.

Як різний поєднання атомів відбивається на властивостях речовини?

Алотропні модифікації кисню і озонуутворені атомами елемента з порядковим номером 8 і такою ж кількістю електронів. Але вони відрізняються за будовою, що зумовило значне розходження у властивостях.

Порівняння кисню і озону

ознаки	кисень	озон
склад молекули	2 атома кисню	3 атома кисню
будова
Агрегатний стан і колір	Безбарвний прозорий газ або блідо-блакитна рідина	Блакитний газ, рідина синього кольору, темно-фіолетове тверда речовина
запах	відсутній	Гострий, що нагадує про грозу, свіжоскошеної сіні
Температура плавлення (° С)	-219	-193
Точка кипіння (° С)	-183	-112
щільність (Г / л)	1,4	2,1
Розчинність в воді	мало розчиняється	Краще, ніж у кисню
Хімічна активність	При звичайних умовах стабільний	Легко розкладається з утворенням кисню

Висновки за результатами порівняння: аллотропние модифікації кисню не відрізняються за якісним складом. Структура молекули відбивається на фізичні і хімічні властивості речовин.

Однакове чи кількість кисню і озону в природі?

Речовина, формула якого O₂, Зустрічається в атмосфері, гідросфері, земноїкорі і живих організмах. Близько 20% атмосфери утворено двохатомними молекулами кисню. У стратосфері на висоті приблизно 12-50 км від земної поверхні знаходиться шар, який отримав назву «озоновий екран». Його склад відображає формула O₃. Озон захищає нашу планету, інтенсивно поглинаючинебезпечні промені червоного і ультрафіолетового спектра Сонця. Концентрація речовини постійно змінюється, а її середнє значення низька - 0,001%. Таким чином, O₂ і O₃ - аллотропние модифікації кисню, що мають значні відмінності щодо поширення в природі.

Як отримати кисень і озон?

Молекулярний кисень - найважливіше простеречовина на Землі. Утворюється в зелених частинах рослин на світлі в процесі фотосинтезу. При електричних розрядах природного або штучного походження двухатомная молекула кисню розпадається. Температура, при якій починається процес, становить близько 2000 ° С. Частина виникли радикалів з'єднується знову, утворюючи кисень. Деякі активні частинки вступають в реакцію з двохатомними молекулами кисню. У цій реакції виходить озон, який також реагує з вільними радикалами кисню. При цьому виникають двоатомних молекули. Оборотність реакцій призводить до того, що концентрація атмосферного озону постійно змінюється. У стратосфері освіти шару, що складається з молекул O₃, Пов'язане з ультрафіолетовим випромінюванням Сонця. Без цього захисного екрану небезпечні промені могли б досягти поверхні Землі і знищити всі форми життя.

Алотропні модифікації кисню і сірки

Хімічні елементи O (Oxygenium) і S (Sulfur)розташовані в одній групі періодичної таблиці, для них характерне утворення аллотропних форм. З молекул з різною кількістю атомів сірки (2, 4, 6, 8) при звичайних умовах найбільш стійка - S8, що нагадує за формою корону. Ромбическая і моноклінна сірка побудовані з таких 8-атомних молекул.

При температурі 119 ° С моноклінна форма жовтогокольору утворює коричневу тягучу масу - пластичну модифікацію. Вивчення аллотропних видозмін сірки і кисню має велике значення в теоретичній хімії та практичної діяльності.

У промислових масштабах використовуютьсяокисні властивості різних форм. Озон застосовується для знезараження повітря і води. Але при концентраціях понад 0,16 мг / м3 цей газ небезпечний для людини і тварин. Молекулярний кисень необхідний для дихання, використовується в промисловості і медицині. Важливу роль в господарській діяльності грають аллотропии вуглецю (алмаз, графіт), фосфору (білий, червоний) та інших хімічних елементів.