Razlika između ozona i zraka. Alotropske modifikacije kisika: komparativne karakteristike i značaj Kako različita kombinacija atoma utječe na svojstva tvari

Atomi iste vrste mogu biti dio različitih supstanci. Za element označen simbolom "O" (od latinskog naziva Oxygenium), poznata su dva uobičajena u prirodi jednostavne supstance A. Formula jednog od njih je O 2, drugog O 3. To su kisik (alotropi). Postoje i druga jedinjenja koja su manje stabilna (O 4 i O 8). Da bi se razumjela razlika između ovih oblika, potrebno je poređenje molekula i

modifikacije?

Mnogi hemijski elementi mogu postojati u dva, tri ili više oblika. Svaku od ovih modifikacija formiraju atomi istog tipa. Naučnik J. Berzellius je 1841. godine prvi nazvao takav fenomen alotropijom. Otvorena pravilnost prvobitno je korištena samo za karakterizaciju tvari molekularne strukture. Na primjer, poznate su dvije alotropske modifikacije kisika čiji atomi formiraju molekule. Kasnije su istraživači otkrili da modifikacije mogu biti među kristalima. Prema modernim konceptima, alotropija je jedan od slučajeva polimorfizma. Razlike između oblika uzrokovane su mehanizmima formiranja hemijska veza u molekulima i kristalima. Ova karakteristika se manifestuje uglavnom elementima grupa 13-16 periodnog sistema.

Kako različite kombinacije atoma utiču na svojstva materije?

Alotropske modifikacije kisika i ozona formiraju atomi elementa s atomskim brojem 8 i istim brojem elektrona. Ali razlikuju se po strukturi, što je dovelo do značajnog odstupanja u svojstvima.

Zaključci na osnovu rezultata poređenja: alotropske modifikacije kiseonika se ne razlikuju po svom kvalitativnom sastavu. Struktura molekula se ogleda u fizičkim i hemijskim svojstvima supstanci.

Jesu li količine kisika i ozona iste u prirodi?

Supstanca čija je formula O 2 nalazi se u atmosferi, hidrosferi, zemljinoj kori i živim organizmima. Oko 20% atmosfere formiraju dvoatomne molekule kiseonika. U stratosferi na nadmorskoj visini od oko 12-50 km od zemljine površine Postoji sloj koji se zove ozonski omotač. Njegov sastav odražava formulu O 3 . Ozon štiti našu planetu intenzivno apsorbirajući opasne zrake crvenog i ultraljubičastog spektra sunca. Koncentracija tvari se stalno mijenja, a njena niska koncentracija iznosi 0,001%. Dakle, O 2 i O 3 su alotropske modifikacije kiseonika, koje imaju značajne razlike u distribuciji u prirodi.

Kako

Molekularni kiseonik je najvažnija jednostavna supstanca na Zemlji. Nastaje u zelenim dijelovima biljaka na svjetlu u električnim pražnjenjima prirodnog ili umjetnog porijekla, razgrađuje se dvoatomni molekul kisika. Temperatura na kojoj počinje proces je oko 2000 °C. Neki od rezultujućih radikala se ponovo kombinuju, formirajući kiseonik. Neke aktivne čestice reagiraju s dvoatomskim molekulama kisika. Ova reakcija proizvodi ozon, koji također reagira sa slobodnim radikalima kisika. Ovo stvara dvoatomske molekule. Reverzibilnost reakcija dovodi do činjenice da se koncentracija atmosferskog ozona stalno mijenja. U stratosferi je povezano formiranje sloja koji se sastoji od O 3 molekula ultraljubičasto zračenje Ned. Bez toga zaštitni ekran opasne zrake mogle bi doći do površine Zemlje i uništiti sve oblike života.

Alotropske modifikacije kiseonika i sumpora

Hemijski elementi O (Oxygenium) i S (Sumpor) nalaze se u istoj grupi periodnog sistema, odlikuju se formiranjem alotropnih oblika. Od molekula sa različitim brojem atoma sumpora (2, 4, 6, 8), u normalnim uslovima, najstabilniji je S8, koji po obliku podseća na krunu. Rombični i monoklinski sumpor su izgrađeni od takvih 8-atomskih molekula.

Na temperaturi od 119 °C, monoklinski oblik žuta boja formira smeđu viskoznu masu - plastičnu modifikaciju. Proučavanje alotropskih modifikacija sumpora i kiseonika od velikog je značaja u teorijskoj hemiji i praktičnim aktivnostima.

Oksidirajuća svojstva se koriste u industrijskim razmjerima različite forme. Ozon se koristi za dezinfekciju vazduha i vode. Ali u koncentracijama iznad 0,16 mg/m3, ovaj plin je opasan za ljude i životinje. Molekularni kiseonik je neophodan za disanje i koristi se u industriji i medicini. Važnu ulogu u ekonomskoj aktivnosti imaju alotropi ugljenika (dijamant, grafit, crveni) i drugi hemijski elementi.

karakteriziraju i upoređuju alotropske modifikacije kisika, fizičke i Hemijska svojstva, metode dobijanja kiseonika i ozona, njihov praktični značaj; važnost ozonskog omotača za život na Zemlji;

objasniti suštinu alotropije;

sastaviti jednačine i šeme elektronske ravnoteže odgovarajućih hemijskih reakcija.

kiseonik i ozon. Kiseonik formira dve jednostavne supstance: kiseonik O2 i ozon O3. Mr(O2) = 32, Mr(O3) = 48.

U prirodi se ozon formira u atmosferi iz kiseonika tokom električnih pražnjenja groma. Karakterističan miris svježine koji osjećamo nakon grmljavine je miris ozona. Fenomen postojanja nekog hemijskog elementa u obliku dve ili više jednostavnih supstanci, različitih po svojstvima i strukturi, naziva se alotropija, a najjednostavnije supstance nazivaju se alotropske modifikacije (oblici, modifikacije) hemijskog elementa.

Kiseonik O2 i ozon O3 su alotropske modifikacije hemijskog elementa kiseonika.

Šta je razlog razna svojstva alotropske modifikacije, naime kisik i ozon? Već znate da su svojstva tvari određena njenim sastavom i strukturom.

Kiseonik i ozon imaju isti kvalitativni sastav, ali različit kvantitativni; ista molekularna struktura, ali različita prostorna struktura molekula: linearna - u nepolarnim molekulima kiseonika i ugaona - u polarnim molekulima ozona. Dakle, pored sličnih supstanci, ove supstance imaju različita svojstva.

- Napravite elektronski balans dijagram za svaku jednačinu. Objasnite kako prisustvo mangan (IV) oksida ispliva u toku reakcija razgradnje H2O2 i KClO3.

U laboratoriji se ozon proizvodi u specijalnih uređaja- ozonizatori iz kiseonika pod dejstvom električnog pražnjenja (Sl. 36).

Hemijska svojstva alotropnih modifikacija kisika. Visoka elektronegativnost kisika rezultira jakim oksidacijskim svojstvima njegovih alotropnih modifikacija.

Znate da je kiseonik veoma reaktivan. Reaguje sa većinom jednostavnih supstanci i formira okside.

Upotreba kiseonika u industrijskim razmerama počela je sredinom 20. veka. - Nakon pronalaska uređaja za ukapljivanje i odvajanje vazduha. Kao oksidaciono sredstvo, koristi se u metalurgiji za dobijanje čelika konverterskom metodom, za rezanje metala, u mešavini sa drugim jedinjenjima bogatim kiseonikom - za oksidaciju. raketno gorivo, V gasne mešavine za disanje tokom podvodnog rada, u medicini u slučaju respiratorne insuficijencije.

Upotreba ozona je zbog njegove vrlo visoke reaktivnosti. Koristi se za dezinfekciju pije vodu, čišćenje dimnih plinova, industrijsko i kućno Otpadne vode, izbjeljivanje tkanine i kao oksidant za pogonsko gorivo.

Fiziološko djelovanje O3. Treba imati na umu da ekstremna oksidaciona moć ozona dovodi do njegovih toksičnih učinaka na ljude, životinje i biljke. Čak i male koncentracije ozona, veće od prirodnih, izazivaju iritaciju respiratornog trakta, kašalj, povraćanje, vrtoglavicu i umor. Ovi simptomi se mogu uočiti u glavni gradovi gdje povećane emisije vozila koje sadrže okside dušika uzrokuju pretvaranje kisika u ozon.

Ozon dostiže svoju maksimalnu koncentraciju u atmosferi na udaljenosti od 23-25 ​​km od površine Zemlje, formirajući takozvani ozonski omotač.

Ozonski omotač igra važnu ulogu u održavanju života na našoj planeti. Odgađa dio štetnog ultraljubičastog sunčevog zračenja koje je štetno za ljude, životinje i biljke, koje može uzrokovati kožne bolesti (uključujući rak), te negativno utjecati na biološke procese. Osim toga, zajedno sa ugljičnim dioksidom, ozonski omotač apsorbira toplinsko, infracrveno zračenje Zemlje i sprječava njegovo hlađenje.

Međutim, pod uticajem antropogenih faktora Ozonski omotač se uništava i u njemu se stvaraju "ozonske rupe". Poznato je na desetine supstanci - atmosferskih zagađivača koji uništavaju ozonski omotač. Naučnici su proučavali da su azotni oksidi, koji nastaju tokom rada avionskih motora, posebno opasni. Po stepenu uticaja drugih supstanci nije konačno utvrđen u prirodnim uslovima.

Očuvanje i obnova ozonskog omotača, utvrđivanje uzroka njegovog uništenja jedan je od najhitnijih problema čovječanstva koji treba rješavati.

Ukratko o glavnom

Kisik tvori dvije alotropske modifikacije - kisik O2 i ozon O3, koje se razlikuju po sastavu i strukturi molekula i, shodno tome, po svojstvima. Postojanje kemijskog elementa u obliku dvije ili više jednostavnih supstanci, različitih svojstava i strukture, naziva se alotropija, a najjednostavnije tvari nazivaju se alotropske modifikacije (oblici) kemijskog elementa. Alotropne modifikacije kiseonika - kiseonik O2 i ozon O3 - jaki su oksidanti, koji se manifestuju u reakcijama sa većinom jednostavnih i mnogim složenim supstancama. Proizvodi oksidacijskih reakcija s kisikom obično su oksidi. Oksidirajuća moć O3 ozona veća je od O2 kisika, što je posljedica stvaranja isključivo aktivnih atoma kisika.

Učinak ozona na ljudsko zdravlje je kontroverzan. Već za mnoge godine prolaze duboko proučavanje efekata ozona, jer koncept ozona je vazduh nije sasvim tačan. Saznajte više o tome i tada ćete s povjerenjem reći da li vam je ozon prijatelj ili ne.

Ozon je praktično kiseonik, čak i nema zasebnu ćeliju u periodnom sistemu. Igrom slučaja, atomi kiseonika su se spojili u troje, a ne po dva, kao i obično. Svojedobno je jedan holandski fizičar, provodeći eksperimente, otkrio ovu nesklad. Da bi razumeli šta je ozona, a šta je kisik, vrijedi reći detaljnije. Kiseonik je vazduh koji udišemo svake minute, ali ozon je miris vazduha nakon grmljavine. Oluja djeluje na ovaj način, snagom svog magnetizma, prisiljavajući kisik da se spoji u tri atoma, i kao rezultat, ono što se događa, to se i događa. Rijetko, ali ipak se takva veza javlja pod utjecajem nekih hemijska jedinjenja. I iako se ozon smatra i sastavni je dio zraka, službenim datumom pojave ozona smatra se 1840. godina, što znači da je ozon prilično mlada komponenta zraka. U prijevodu ozon znači mirisati, činjenica da miriše je dokazana činjenica, ali o svemu ostalom je teško govoriti, jer naučnici nisu došli do konsenzusa, a nažalost niko ne može reći šta je od njega više štete ili koristi.

Za informaciju, u Sjedinjenim Američkim Državama metoda ozonske terapije je veoma tražena, a kako statistika pokazuje, takav tretman se nosi s velikim brojem bolesti, trenutno je tretman ozonom uključen i u Rusiji. Ali ovdje intervenišu infektiologi, kažu da ovom metodom u ljudsko tijelo može ući jako veliki broj virusa, koji kao rezultat mogu mutirati, a to je već ozbiljno. Ali ne mogu svoje riječi potkrijepiti činjenicama. Onda je prerano razmišljati i pričati o tome. Od tretmana ozonom treba napomenuti sljedeće, prvi su krvni sudovi. Krv obogaćena ozonom poboljšava mikrocirkulaciju u kapilarima kože, čime se uklanjaju otekline i upale, vanjske i unutrašnje. Ozon takođe ima božanski pozitivan efekat na celinu nervni sistemčovjeka, nije slučajno da nakon bučne metropole, ulaska u šumu, na primjer, postaje nevjerovatno dobro i fizički i psihički.

Vjerovatno nije daleko vrijeme kada će nam naučnici konačno reći da li je ozon koristan ili štetan, ali prvo će se vjerovatno dokazati, jer ozon ne može štetiti, u svakom slučaju, mnogi, mnogi, i naučnici i naučnici. u to su se uvjerili obični ljudi planete koje žele da dišu čist i zdrav zrak.