산소의 산화 정도는 얼마입니까? 산소의 원자가와 산화도

우리는 모두 공기를 마시 며, 기본적으로질소와 산소의 분자는 다른 원소가 중요하지 않다. 따라서 산소는 가장 중요한 화학 원소 중 하나입니다. 또한 분자는 일상 생활에서 사용되는 수많은 화학 화합물에 존재합니다. 이 요소의 모든 특성을 설명하기에는 페이지가 충분하지 않고 백 가지가 없으므로 역사의 주된 사실과 요소의 기본 특성 (산소 산화의 원자가와 비중, 비중, 적용, 기본 물리적 특성)에 자신을 한정합니다.

화학 원소 발견의 역사

화학 원소 발견의 공식 날짜"산소"는 1774 년 8 월 1 일입니다. 이 날, 영국의 화학자 J. Priestley가 밀폐 된 용기에서 수은 산화물의 분해에 대한 실험을 마쳤습니다. 실험이 끝나면 과학자는 연소를 지원하는 가스를 받았다. 그러나이 발견은 과학자 자신이 간과하지 못했습니다. Priestley는 새로운 요소가 아니라 공기의 필수 요소 인 구별 할 수 있다고 생각했습니다. 그의 결과로, Joseph Priestley는 영국인이 할 수없는 것을 이해할 수있는 프랑스의 유명한 과학자이자 화학자 인 Antoine Lavoisier와 의견을 나누었습니다. 1775 년 Lavoisier는 결과적으로 "공기의 구성 부분"이 실제로 독립적 인 화학 원소라고 확증 할 수 있었으며, 이것은 그리스어로 "산성을 형성하는"것을 의미하는 산소라고 불렀습니다. Lavoisier는 산소가 모든 산에 있다고 믿었습니다. 그 후, 산소 원자를 포함하지 않는 산에 대한 공식이 유도되었지만 그 이름이 채택되었습니다.

산소 - 분자 구조의 특징

이 화학 원소는 냄새와 맛이없는 무색의 가스입니다. 화학식 - 약₂. 화학자들은 통상적 인 이원자 산소를 "대기 산소"또는 "이중 산소"로 지칭한다.

물질의 분자는 두 개의 결합 된 산소 원자로 구성됩니다. 또한 3 개의 원자로 구성된 분자가있다.₃. 이 물질을 오존이라고 부릅니다.그것에 대해 아래에 적혀 있습니다. 2 개의 원자를 갖는 분자는 전자의 공유 결합을 형성 할 수있는 2 개의 비공유 분자를 포함하고 있기 때문에 산소 -2의 산화도를 갖는다. 산소 분자가 원자들로 분해 (해리)되는 동안 방출되는 에너지는 493.57 kJ / mol이다. 이것은 상당히 큰 가치입니다.

산소의 원자가와 산화도

화학 원소의 원자가 아래에다른 화학 원소의 특정 수의 원자를 스스로 붙일 수있는 능력. 산소 원자의 원자가는 2이다. 산소 분자의 원자가는 2와 같다. 왜냐하면 두 개의 원자는 서로 연결되어 있고 다른 구조의 원자 하나를 구조에 부착 할 수있는 능력을 가지고있다. 즉 원자와 공유 결합을 형성하기 때문이다. 예를 들어, 물 분자 H₂O는 하나의 산소 원자와 두 개의 수소 원자 사이에 공유 결합이 형성된 결과 얻어졌다.

산소는 많은 알려진화합물. 화학 물질 - 산화물의 분리 된 유형조차있다. 이들은 거의 모든 화학 원소를 산소와 결합하여 얻은 물질입니다. 산화물의 산소 산화도는 -2이다. 그러나 일부 화합물에서는이 지표가 다를 수 있습니다. 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명합니다.

산소의 물리적 성질

정상적인 이원자 산소는 색, 냄새 및 맛이없는 가스입니다. 정상 상태에서 그 밀도는 1.42897 kg / m이다.³. 무게 1 리터 물질 즉 순수 산소는 공기보다 무거운 약간 미만 1.5 그램입니다. 가열하면, 분자는 원자에 해리.

매체의 온도가 -189.2로 떨어지면 ^oC의 산소는 구조를 기체에서 액체로 변화시킨다. 동시에 비등이 발생합니다. -218.35 로의 온도 감소와 함께 ^o액체에서 결정체로의 구조 변화가있다. 이 온도에서, 산소는 청색 결정의 형태를 갖는다.

실온에서 산소는 물에 약 용해됩니다. 1 리터는 산소 31 밀리리터를 차지합니다. 다른 물질과의 용해도 : 에탄올 1L 당 220mL, 아세톤 1L에 231mL.

산소의 화학적 성질

산소의 화학적 성질은 다음과 같이 쓰여질 수있다.탈무드 전체. 산소의 가장 중요한 특성은 산화입니다. 이 물질은 매우 강한 산화제입니다. 산소는 주기율표의 거의 모든 알려진 원소와 상호 작용할 수 있습니다. 이러한 상호 작용의 결과로, 앞서 논의 된 바와 같이 산화물이 형성된다. 다른 원소와 함께 화합물의 산소 산화 정도는 기본적으로 -2입니다. 이러한 화합물의 예는 물 (H₂O), 이산화탄소 (CO₂), 산화 칼슘, 산화 리튬 등 그러나 과산화물이나 과산화물이라 불리는 특정 종류의 산화물이 있습니다. 그들의 특이성은이 화합물에서 과산화물 그룹 "-O-O-"이 있다는 것입니다. 이 그룹은 O의 산화 특성을 감소시킨다.₂, 따라서 과산화물의 산소 산화도는 -1이다.

활성 알칼리 금속과 함께, 산소는 초 산화물 또는 초합 산화물을 형성한다. 그러한 형성의 예는 다음과 같습니다.

• 칼륨 슈퍼 옥사이드 (KO₂);
• 루비듐 과산화물 (RbO₂).

그들의 특이성은 초 산화물에서 산소의 산화 정도가 -1/2라는 것이다.

가장 활성 인 화학 원소 인 불소와 함께 불소가 생성됩니다. 아래에 설명되어 있습니다.

화합물에서 산소의 최고 산화 정도

산소가 상호 작용하는 물질에 따라 7 단계의 산소 산화가 있습니다.

1. -2는 산화물 및 유기 화합물이다.
2. -1 과산화물.
3. 슈퍼 옥사이드에 -1/2.
4. -1/3 - 무기 오존 화제 (3 원자 산소 - 오존에 유효 함).
5. 산소 양이온의 염에서는 +1/2이다.
6. +1 산소 단일 불소화물.
7. +2 - 산소 디 플루오 라이드.

우리가 보는 바와 같이, 산소의 최고 산화 정도는 산화물과 유기 화합물에서 성취되며, 불소는 양성이다. 모든 유형의 상호 작용이 자연적으로 수행 될 수있는 것은 아닙니다. 일부 화합물은 특별한 조건이 필요합니다. 예 : 고압, 고온, 거의 자연에서 발생하지 않는 희귀 화합물에 노출. 산화물과 과산화물 및 불화물과 같은 다른 화학 원소와 산소의 기본 연결을 생각해 봅시다.

산 - 염기 특성에 의한 산화물의 분류

네 종류의 산화물이 있습니다 :

• 기본;
• 산;
• 중립;
• 양성.

이 종의 화합물에서 산소의 산화 정도는 -2입니다.

• 기본 산화물은 낮은 산화도를 갖는 금속과의 화합물입니다. 보통, 산과 상호 작용할 때, 상응하는 소금과 물이 얻어집니다.
• 산성 산화물 - 높은 산화도를 갖는 비금속의 산화물. 물을 가하면 산이 형성됩니다.
• 중성 산화물은 산이나 염기와 반응하지 않는 화합물입니다.
• 양쪽 성 산화물은 낮은 전기 음성도를 갖는 금속을 갖는 화합물이다. 그것은 상황에 따라 산성 및 염기성 산화물의 성질을 나타낸다.

과산화물, 과산화수소 및 기타 화합물의 산소 산화 정도

과산화물은알칼리 금속. 이들은 산소에서 이들 금속을 연소시켜 얻어진다. 유기 화합물의 과산화물은 극도로 폭발적입니다. 또한 산소 산화물로 흡수하여 얻을 수 있습니다. 과산화물의 예 :

• 과산화수소 (H₂O₂);
• 과산화 바륨 (BaO₂);
• 과산화 나트륨 (Na₂O₂).

이들 모두는 그들이 산소 그룹 -O-O-를 함유한다는 사실에 의해 결합되어있다. 그 결과, 퍼 옥사이드의 산소 산화는 -1이다.

그룹과 함께 가장 유명한 화합물 중 하나-O-O-는 과산화수소이다. 정상적인 조건에서,이 화합물은 담황색의 액체입니다. 화학적 성질에 의해 과산화수소는 약산에 더 가깝습니다. 화합물의 -O-O- 결합은 약한 저항성을 가지기 때문에, 상온에서도 과산화수소 용액은 물과 산소로 분해 될 수있다. 그것은 가장 강한 산화제이지만 강한 산화제와 상호 작용할 때 환원제의 성질은 단지 과산화수소입니다. 다른 과산화물과 마찬가지로 과산화수소의 산소 산화도는 -1입니다.

과산화물의 다른 유형은 다음과 같습니다.

• superexides (산소가 산화가 -1/2 인 superoxides);
• 무기 오조 나이 드 (그 구조 중에 오존 음이온을 갖는 매우 불안정한 화합물);
• 유기 오존화물 (그 구조가 -O-O-O- 결합을 갖는 화합물).

불화물, OF2에있는 산소의 산화의 정도

불화물은 모두의 활동적인 성분이다알려진. 그러므로 산소와 불소의 상호 작용은 산화물이 아니라 불화물을 생성합니다. 이 화합물은 산소가 아니지만 불소가 산화제이기 때문에 명명됩니다. 불소는 자연적으로 얻을 수 없습니다. 이들은 단지 불소와 KOH 수용액의 결합에 의해 합성된다. 산소 불화물은 다음과 같이 나뉩니다 :

• 산소 디 플루오 라이드 (OF₂);
• 일산화탄소 (O₂F₂).

각각의 연결을 자세히 살펴 보겠습니다. 산소 디 플루오 라이드는 뚜렷한 불쾌한 냄새가 나는 무색의 가스입니다. 냉각시 노란색 액체가 응축됩니다. 액체 상태에서는 물과 잘 혼합되지 않지만 공기, 불소 및 오존에서는 양호합니다. 화학적 특성에 따르면, 산소 디 플루오 라이드는 매우 강한 산화제입니다. OF2의 산소 산화도는 +1, 즉이 화합물에서 불소는 산화제이고 산소는 환원제이다. OF₂ 독성 측면에서 매우 독성이 있습니다.순수한 불소이며, 포스겐에 접근한다. 이 화합물의 주된 용도는 산소 디 플루오 라이드가 폭발 적이 아니기 때문에 로켓 연료의 산화제로서 사용됩니다.

정상 상태의 일산화탄소황색 고체이다. 녹을 때, 그것은 붉은 액체를 형성합니다. 그것은 강력한 산화제이며 유기 화합물과 상호 작용할 때 극도로 폭발적입니다. 이 화합물에서, 산소는 +2의 산화 수준, 즉 상기 불소 화합물에서 산소는 환원제로서 작용하고, 불소는 산화제로서 작용한다.

오존 및 그 화합물

오존은 산소 원자 3 개,서로 연결되어있다. 정상적인 상태에서는 청색 가스입니다. 냉각되면 인디고에 가까운 깊고 푸른 액체를 형성합니다. 고체 상태에서는 진한 파란색의 결정체입니다. 오존은 날카로운 냄새가 난다. 심한 뇌우 후에 공기 중에 느껴질 수있다.

오존은 일반 산소처럼 매우강한 산화제. 화학적 특성에 의해 강산에 접근합니다. 산화물에 노출 될 때, 오존은 산소의 방출로 산화 상태를 증가시킵니다. 그러나 동시에 산소의 산화 정도는 감소합니다. 오존에서는 화학 결합이 O보다 강하지 않다.₂따라서 정상적인 조건에서는 부착되지 않은 상태그것은 열 에너지의 방출로 산소로 분해 될 수있다. 오존 분자에 대한 효과의 온도가 증가하고 압력이 감소하면 열 방출에 따라 이원자 산소로 분해되는 과정이 가속화된다. 이 경우 공간에 큰 오존 함량이 있으면이 과정에 폭발이 수반 될 수 있습니다.

오존은 매우 강한 산화제이기 때문에 실제로 참여하는 모든 과정은 많은 양의 O₂오존은 매우 독성이 강한 물질입니다. 그러나, 대기의 상부 층에서, 오존층은 태양 광선의 자외선으로부터 반사기의 역할을한다.

실험실 장비의 도움으로 오존으로부터유기 및 무기 오존 생성. 이것은 물질의 구조가 매우 불안정하기 때문에 자연 상태에서의 생성은 불가능합니다. 오존은 매우 낮은 온도에서만 저장됩니다. 왜냐하면 상온에서 폭발성과 독성이 강하기 때문입니다.

업계에서 산소와 그 화합물의 사용

과학자들이 한때 배운 사실 때문에,다른 원소와 상호 작용할 때 산소의 산화 정도는 그와 그의 화합물이 산업에서 널리 사용되었습니다. 특히 터보 팽창기가 20 세기 중반에 발명 된 후에는 산소의 잠재적 에너지를 기계적 에너지로 변환 할 수있는 응집체가 생겼습니다.

산소는 매우 가연성 물질이기 때문에,화재 및 열이 필요한 모든 산업에서 사용됩니다. 금속 절단 및 용접시 압축 산소를 포함한 실린더는 가스 화염 용접 장치를 강화하는 데에도 사용됩니다. 철강 산업에서 산소의 사용은 압축 된 O를 사용하는 곳에서 널리 사용됩니다.₂ 용광로의 고온. 산소의 최대 산화는 -2입니다. 이 특성은 추가 연소 및 열에너지 방출을 목적으로 산화물 생산에 적극적으로 사용됩니다. 액체 산소, 오존 및 다량의 O를 함유 한 다른 화합물_2, 로켓 연료의 산화제로 사용됩니다. 산소에 의해 산화 된 일부 유기 화합물은 폭발물로 사용됩니다.

화학 산업에서는 산소가 사용됩니다.알콜, 산 등과 같은 산 함유 화합물에서 탄화수소의 산화제로 사용됩니다. 의약에서는 폐에 문제가있는 환자를 치료하기 위해 감압하에 사용되어 신체의 필수 기능을 유지합니다. 농업에서는 연못에서 물고기를 번식시키고 소의 비율을 높이기 위해 순수한 산소를 소량 사용합니다.

산소는 강력한 산화제이며, 존재하지 않으면 불가능합니다.

무엇보다도 어떤 종류의 산소다양한 화합물 및 원소와 반응 할 때 산화 상태를 나타내며, 어떤 종류의 산소 화합물이 존재하며, 어떤 종류가 생명을 위협하고 그렇지 않은지를 나타냅니다. 하나는 이해할 수없는 채로 남아있을 수 있습니다 - 모든 독성과 높은 수준의 산화 때문에 산소가 지구상의 생명체가 불가능한 요소 중 하나 인 이유는 무엇입니까? 사실 우리의 행성은 매우 균형 잡힌 생물이며 대기층에 함유 된 물질에 특별히 적응했습니다. 사람과 모든 다른 동물은 산소를 소비하고 이산화탄소를 생산하며 대다수의 식물은 이산화탄소를 소비하고 산소를 생성합니다. 세계의 모든 것이 서로 연결되어 있으며이 체인에서 하나의 링크가 끊어지면 체인 전체가 파열 될 수 있습니다. 우리는 이것에 대해 잊지 말고 개인 대표자들 뿐만이 아니라 지구상의 생명체를 완전히 돌봐야합니다.

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