Osooni ja õhu erinevus. Hapniku allotroopsed modifikatsioonid: võrdlevad omadused ja olulisus Kuidas erinev aatomite kombinatsioon mõjutab aine omadusi

Sama tüüpi aatomid võivad olla osa erinevatest ainetest. Sümboliga "O" (ladinakeelsest nimest Oxygenium) tähistatud elemendi puhul on teada kaks looduses levinud lihtsad ained A. Neist ühe valem on O 2, teise O 3. Need on hapnik (allotroopid). On ka teisi ühendeid, mis on vähem stabiilsed (O 4 ja O 8). Nende vormide erinevuse mõistmiseks võrreldakse molekule ja

modifikatsioonid?

Paljud keemilised elemendid võivad esineda kahes, kolmes või enamas vormis. Kõik need modifikatsioonid on moodustatud sama tüüpi aatomitest. Teadlane J. Berzellius oli 1841. aastal esimene, kes nimetas sellist nähtust allotroopiaks. Avatud regulaarsust kasutati algselt ainult molekulaarstruktuuriga ainete iseloomustamiseks. Näiteks on teada kaks hapniku allotroopset modifikatsiooni, mille aatomid moodustavad molekule. Hiljem leidsid teadlased, et kristallide hulgas võivad olla modifikatsioonid. Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt on allotroopia üks polümorfismi juhtudest. Vormidevahelised erinevused tulenevad kujunemismehhanismidest keemiline side molekulides ja kristallides. See omadus avaldub peamiselt perioodilisuse tabeli rühmade 13-16 elementides.

Kuidas mõjutavad erinevad aatomite kombinatsioonid aine omadusi?

Hapniku ja osooni allotroopsed modifikatsioonid moodustuvad elemendi aatomitest aatomnumbriga 8 ja sama arvu elektronidega. Kuid need erinevad struktuurilt, mis tõi kaasa oluliste omaduste erinevuse.

Järeldused võrdlustulemuste põhjal: hapniku allotroopsed modifikatsioonid ei erine oma kvalitatiivse koostise poolest. Molekuli struktuur peegeldub ainete füüsikalistes ja keemilistes omadustes.

Kas hapniku ja osooni kogused on looduses samad?

Aine, mille valem on O 2, leidub atmosfääris, hüdrosfääris, maakoores ja elusorganismides. Umbes 20% atmosfäärist moodustavad kaheaatomilised hapnikumolekulid. Stratosfääris umbes 12-50 km kõrgusel maa pind Seal on kiht, mida nimetatakse osoonikihiks. Selle koostis peegeldab valemit O 3 . Osoon kaitseb meie planeeti, neelates intensiivselt päikese punase ja ultraviolettspektri ohtlikke kiiri. Aine kontsentratsioon muutub pidevalt ja selle madal kontsentratsioon on 0,001%. Seega on O 2 ja O 3 hapniku allotroopsed modifikatsioonid, mille jaotumises looduses on olulisi erinevusi.

Kuidas

Molekulaarne hapnik on kõige olulisem lihtaine Maal. Tekib taimede rohelistes osades valguse käes loodusliku või kunstliku päritoluga elektrilahendustes, kaheaatomiline hapnikumolekul laguneb. Temperatuur, mille juures protsess algab, on umbes 2000 °C. Mõned saadud radikaalid ühinevad uuesti, moodustades hapniku. Mõned aktiivsed osakesed reageerivad kaheaatomiliste hapnikumolekulidega. See reaktsioon tekitab osooni, mis reageerib ka hapniku vabade radikaalidega. See loob kaheaatomilised molekulid. Reaktsioonide pöörduvus toob kaasa asjaolu, et atmosfääri osooni kontsentratsioon muutub pidevalt. Stratosfääris seostatakse O 3 molekulidest koosneva kihi teket ultraviolettkiirgust Päike. Ilma selleta kaitsev ekraan ohtlikud kiired võivad jõuda Maa pinnale ja hävitada kõik eluvormid.

Hapniku ja väävli allotroopsed modifikatsioonid

Keemilised elemendid O (Oxygenium) ja S (Väävel) asuvad perioodilisuse tabeli samas rühmas, neid iseloomustab allotroopsete vormide moodustumine. Erineva väävliaatomite arvuga (2, 4, 6, 8) molekulidest on tavatingimustes stabiilseim S8, mis meenutab kujult krooni. Rombiline ja monokliiniline väävel on ehitatud sellistest 8-aatomilistest molekulidest.

Temperatuuril 119 °C moodustub monokliiniline kollast värvi moodustab pruuni viskoosse massi - plastilise modifikatsiooni. Väävli ja hapniku allotroopsete modifikatsioonide uurimisel on suur tähtsus teoreetilises keemias ja praktilises tegevuses.

Oksüdeerivaid omadusi kasutatakse tööstuslikus mastaabis erinevad vormid. Osooni kasutatakse õhu ja vee desinfitseerimiseks. Kuid kontsentratsioonidel üle 0,16 mg/m3 on see gaas inimestele ja loomadele ohtlik. Molekulaarne hapnik on hingamise jaoks hädavajalik ning seda kasutatakse tööstuses ja meditsiinis. Majandustegevuses mängivad olulist rolli süsiniku allotroopid (teemant, grafiit, punane) ja muud keemilised elemendid.

iseloomustada ja võrrelda hapniku allotroopseid modifikatsioone, füüsikalisi ja Keemilised omadused, hapniku ja osooni saamise meetodid, nende praktiline tähendus; osoonikihi tähtsus elule Maal;

selgitada allotroopia olemust;

koostada vastavate keemiliste reaktsioonide elektronbilansi võrrandid ja skeemid.

hapnik ja osoon. Hapnik moodustab kaks lihtsat ainet: hapnik O2 ja osoon O3. Mr(O2) = 32, Mr(O3) = 48.

Looduses tekib osoon atmosfääris hapnikust välgu elektrilahenduste käigus. Iseloomulik värskuse lõhn, mida tunneme pärast äikest, on osooni lõhn. Keemilise elemendi olemasolu nähtust kahe või enama lihtsa aine kujul, millel on erinevad omadused ja struktuur, nimetatakse allotroopiaks ja lihtsamaid aineid nimetatakse keemilise elemendi allotroopseteks modifikatsioonideks (vormideks, modifikatsioonideks).

Hapnik O2 ja osoon O3 on keemilise elemendi hapniku allotroopsed modifikatsioonid.

Mis on põhjus erinevaid omadusi allotroopsed modifikatsioonid, nimelt hapnik ja osoon? Te juba teate, et aine omadused määratakse selle koostise ja struktuuri järgi.

Hapnikul ja osoonil on sama kvalitatiivne koostis, kuid erinev kvantitatiivne; sama molekulaarstruktuur, kuid erinev molekulide ruumiline struktuur: lineaarne - mittepolaarsetes hapnikumolekulides ja nurgeline - polaarsetes osooni molekulides. Seega on neil ainetel lisaks sarnastele ka erinevad omadused.

- Koostage iga võrrandi jaoks elektrooniline tasakaaludiagramm. Selgitage, kuidas mangaan(IV)oksiid H2O2 ja KClO3 lagunemisreaktsioonide käigus minema hõljub.

Laboris toodetakse osooni aastal spetsiaalsed seadmed- osonisaatorid hapnikust elektrilahenduse toimel (joonis 36).

Hapniku allotroopsete modifikatsioonide keemilised omadused. Hapniku kõrge elektronegatiivsus põhjustab selle allotroopsete modifikatsioonide tugevaid oksüdeerivaid omadusi.

Teate, et hapnik on väga reaktiivne. See reageerib enamiku lihtsate ainetega, moodustades oksiide.

Hapniku kasutamine tööstuslikus mastaabis algas 20. sajandi keskel. - Pärast õhu veeldamise ja eraldamise seadme leiutamist. Oksüdeeriva ainena kasutatakse metallurgias terase saamiseks konverteri meetodil, metallide lõikamiseks, segus teiste hapnikurikaste ühenditega - oksüdeerimiseks. raketikütus, V gaasisegud hingamiseks allveetöödel, meditsiinis hingamispuudulikkuse korral.

Osooni kasutamine on tingitud selle väga kõrgest reaktsioonivõimest. Seda kasutatakse desinfitseerimiseks joogivesi, suitsugaaside puhastus, tööstuslik ja kodune Reovesi, kanga valgendamiseks ja raketikütuse oksüdeerijana.

O3 füsioloogiline toime. Tuleb meeles pidada, et osooni äärmuslik oksüdeeriv jõud põhjustab selle mürgist mõju inimestele, loomadele ja taimedele. Isegi väikesed osooni kontsentratsioonid, mis ületavad looduslikke kontsentratsioone, põhjustavad hingamisteede ärritust, köha, oksendamist, peapööritust ja väsimust. Neid sümptomeid võib näha suuremad linnad, kus lämmastikoksiide sisaldavate sõidukite suurenenud heitkogused põhjustavad hapniku muundamise osooniks.

Osoon saavutab maksimaalse kontsentratsiooni atmosfääris 23-25 ​​km kaugusel Maa pinnast, moodustades nn osoonikihi.

Osoonikiht mängib meie planeedil elu säilitamisel olulist rolli. See lükkab edasi inimesele, loomadele ja taimedele kahjuliku ultraviolettkiirguse osa, mis võib põhjustada nahahaigusi (sh vähki) ja mõjutada negatiivselt bioloogilisi protsesse. Lisaks neelab osoonikiht koos süsihappegaasiga Maa soojus-, infrapunakiirgust ja takistab selle jahtumist.

Siiski mõju all antropogeensed tegurid Osoonikiht hävib ja sellesse tekivad "osooniaugud". Tuntud on kümneid aineid – atmosfääri saasteaineid, mis hävitavad osoonikihti. Teadlased on uurinud, et eriti ohtlikud on lämmastikoksiidid, mis tekivad lennukimootorite töötamisel. Teiste ainete mõjuastme järgi pole see looduslikes tingimustes lõplikult määratud.

Osoonikihi säilitamine ja taastamine ning selle hävimise põhjuste väljaselgitamine on üks inimkonna pakilisemaid probleeme, millega tuleb tegeleda.

Lühidalt peamisest

Hapnik moodustab kaks allotroopset modifikatsiooni - hapnik O2 ja osoon O3, mis erinevad molekuli koostise ja struktuuri ning vastavalt ka omaduste poolest. Keemilise elemendi olemasolu kahe või enama lihtaine kujul, millel on erinevad omadused ja struktuur, nimetatakse allotroopiaks ja lihtsamaid aineid nimetatakse keemilise elemendi allotroopseteks modifikatsioonideks (vormideks). Hapniku allotroopsed modifikatsioonid - hapnik O2 ja osoon O3 - on tugevad oksüdeerivad ained, mis avalduvad reaktsioonides enamiku lihtsate ja paljude keerukate ainetega. Oksüdatsioonireaktsioonide produktid hapnikuga on tavaliselt oksiidid. O3 osooni oksüdeeriv võimsus on suurem kui O2 hapnikul, mis on tingitud eranditult aktiivsete hapnikuaatomite moodustumisest.

Osooni mõju inimeste tervisele on vastuoluline. Juba paljude jaoks aastad mööduvad osooni mõju sügavuti uurimine, sest osooni mõiste on õhk ei ole päris õige. Lugege selle kohta lisateavet ja siis ütlete kindlalt, kas osoon on teie sõber või mitte.

Osoon on praktiliselt hapnik, sellel pole isegi perioodilisustabelis eraldi rakku. Juhuslikult ühendati hapnikuaatomid kolmekaupa, mitte kahekesi, nagu tavaliselt. Ühel ajal avastas Hollandi füüsik katseid läbi viinud selle lahknevuse. Selleks, et mõista, mis on osoon, ja mis on hapnik, tasub rääkida üksikasjalikumalt. Hapnik on õhk, mida me iga minut hingame, kuid osoon on õhulõhn pärast äikest. Torm toimib sel viisil oma magnetismi jõul, sundides hapnikku ühinema kolmeks aatomiks ja selle tulemusena juhtub see, mis juhtub. Harva, kuid siiski tekib selline seos mõne mõjul keemilised ühendid. Ja kuigi osooni peetakse õhu lahutamatuks komponendiks, peetakse osooni ilmumise ametlikuks kuupäevaks 1840. aastat, mis tähendab, et osoon on õhus üsna noor komponent. Tõlkes tähendab osoon lõhna, see, et see lõhnab, on tõestatud fakt, kuid kõigest muust on raske rääkida, kuna teadlased pole jõudnud üksmeelele ja kahjuks ei oska keegi öelda, mis sellest rohkem kahju või kasu on.

Teadmiseks, et Ameerika Ühendriikides on osoonteraapia meetodil suur nõudlus ja nagu statistika näitab, tuleb selline ravi toime väga paljude haigustega, praegu on osoonravi kaasatud ka Venemaal. Kuid siin sekkuvad nakkushaiguste spetsialistid, kes ütlevad, et selle meetodiga võib inimkehasse siseneda väga palju viirusi, mis võivad selle tulemusena muteeruda ja see on juba tõsine. Kuid nad ei saa oma sõnu faktidega kinnitada. Siis on vara sellest mõelda ja rääkida. Osooniga töötlemisest tuleb märkida järgmist, esimene on anumad. Osooniga rikastatud veri parandab mikrotsirkulatsiooni naha kapillaarides, eemaldades seeläbi tursed ja põletikud, nii välised kui ka sisemised. Osoonil on ka jumalik positiivne mõju tervikule närvisüsteem inimesest pole juhus, et pärast lärmakat suurlinna läheb näiteks metsa sattudes nii füüsiliselt kui vaimselt uskumatult heaks.

Tõenäoliselt pole kaugel aeg, mil teadlased lõpuks ütlevad meile, kas osoon on kasulik või kahjulik, kuid esimene on tõenäoliselt tõestatud, kuna osoonist ei saa kahju olla, igal juhul paljud, paljud, nii teadlased kui ka tavalised inimesed, on selles veendunud.planeedid, mis tahavad hingata puhast ja tervislikku õhku.