Озон мен ауаның айырмашылығы. Оттегінің аллотропты модификациялары: салыстырмалы сипаттамалары және маңызы Атомдардың әртүрлі комбинациясы заттың қасиеттеріне қалай әсер етеді

Бір типті атомдар әртүрлі заттардың құрамына кіре алады. «O» таңбасымен белгіленген элемент үшін (латынша Oxygenium атауынан) табиғатта кең таралған екі элемент белгілі. қарапайым заттарА. Олардың біреуінің формуласы O 2, екіншісі О 3. Бұл оттегі (аллотроптар). Тұрақтылығы төмен басқа қосылыстар бар (O 4 және O 8). Бұл формалардың арасындағы айырмашылықты түсіну үшін молекулаларды салыстыру және

модификациялар?

Көптеген химиялық элементтер екі, үш немесе одан да көп формада болуы мүмкін. Бұл модификациялардың әрқайсысы бір типті атомдар арқылы түзіледі. Мұндай құбылысты алғаш рет аллотропия деп атаған ғалым Дж.Берзеллиус 1841 ж. Ашық заңдылық бастапқыда тек молекулалық құрылымдағы заттарды сипаттау үшін ғана қолданылған. Мысалы, оттегінің екі аллотропты модификациясы белгілі, олардың атомдары молекулалар құрайды. Кейінірек зерттеушілер модификациялар кристалдар арасында болуы мүмкін екенін анықтады. Қазіргі тұжырымдамаларға сәйкес аллотропия полиморфизм жағдайларының бірі болып табылады. Формалар арасындағы айырмашылықтар қалыптасу механизмдерінен туындайды химиялық байланысмолекулалар мен кристалдарда. Бұл ерекшелік негізінен периодтық жүйенің 13-16 топтарының элементтері арқылы көрінеді.

Атомдардың әртүрлі комбинациялары заттың қасиеттеріне қалай әсер етеді?

Оттегі мен озонның аллотропты модификациялары атомдық нөмірі 8 және электрондар саны бірдей элемент атомдары арқылы түзіледі. Бірақ олар құрылымында ерекшеленеді, бұл қасиеттердің айтарлықтай сәйкессіздігіне әкелді.

Салыстыру нәтижелеріне негізделген қорытындылар: оттегінің аллотропты модификациялары сапалық құрамы бойынша ерекшеленбейді. Молекуланың құрылымы заттардың физикалық және химиялық қасиеттерінде көрінеді.

Табиғатта оттегі мен озонның мөлшері бірдей ме?

Формула O 2 болатын зат атмосферада, гидросферада, жер қыртысында және тірі организмдерде кездеседі. Атмосфераның 20% жуығы екі атомды оттегі молекулаларынан тұрады. Стратосферада шамамен 12-50 км биіктікте жер бетіОзон қабаты деп аталатын қабат бар. Оның құрамы O 3 формуласын көрсетеді. Озон Күннің қызыл және ультракүлгін спектрінің қауіпті сәулелерін қарқынды сіңіру арқылы планетамызды қорғайды. Заттың концентрациясы үнемі өзгеріп отырады, ал оның төменгі концентрациясы 0,001% құрайды. Сонымен, O 2 және O 3 оттегінің аллотропиялық модификациясы болып табылады, олардың табиғатта таралуында айтарлықтай айырмашылықтар бар.

Қалай

Молекулалық оттегі - жердегі ең маңызды қарапайым зат. Ол өсімдіктердің жасыл бөліктерінде жарықта табиғи немесе жасанды текті электр разрядтарында түзіледі, екі атомды оттегі молекуласы ыдырайды. Процесс басталатын температура шамамен 2000 °C. Алынған радикалдардың бір бөлігі қайтадан қосылып, оттегі түзеді. Кейбір белсенді бөлшектер екі атомды оттегі молекулаларымен әрекеттеседі. Бұл реакция озон түзеді, ол да оттегінің бос радикалдарымен әрекеттеседі. Бұл екі атомды молекулаларды жасайды. Реакциялардың қайтымдылығы атмосфералық озон концентрациясының үнемі өзгеріп отыруына әкеледі. Стратосферада О 3 молекулаларынан тұратын қабаттың түзілуі байланысты ультракүлгін сәулеленуКүн. Онсыз қорғаныс экранықауіпті сәулелер жер бетіне жетіп, тіршіліктің барлық түрлерін жоюы мүмкін.

Оттегі мен күкірттің аллотропты модификациялары

Химиялық элементтер O (Oxygenium) және S (Kükürt) периодтық жүйенің бір тобында орналасқан, олар аллотропты формалардың түзілуімен сипатталады. Күкірт атомдарының әртүрлі саны бар молекулалардың (2, 4, 6, 8) қалыпты жағдайда ең тұрақтысы пішіні тәжге ұқсайтын S8 болып табылады. Осындай 8 атомды молекулалардан ромбты және моноклинді күкірт құрастырылған.

119 °C температурада моноклиникалық қалыптасады сары түсқоңыр тұтқыр массаны құрайды - пластикалық модификация. Күкірт пен оттегінің аллотропты модификацияларын зерттеу теориялық химияда және практикалық қызметте үлкен маңызға ие.

Тотықтырғыш қасиеттері өнеркәсіптік ауқымда қолданылады әртүрлі формалар. Озон ауа мен суды залалсыздандыру үшін қолданылады. Бірақ 0,16 мг/м3 жоғары концентрацияда бұл газ адамдар мен жануарлар үшін қауіпті. Молекулярлық оттегі тыныс алу үшін өте қажет және өнеркәсіпте және медицинада қолданылады. Экономикалық қызметте көміртектің аллотроптары (алмас, графит, қызыл) және басқа химиялық элементтер маңызды рөл атқарады.

оттегінің аллотропиялық модификацияларын сипаттау және салыстыру, физикалық және Химиялық қасиеттері, оттегі мен озонды алу әдістері, олардың практикалық маңызы; озон қабатының жердегі тіршілік үшін маңызы;

аллотропияның мәнін түсіндіру;

сәйкес химиялық реакциялардың электрондық балансының теңдеулері мен схемаларын құрастыру.

оттегі және озон. Оттегі екі қарапайым зат түзеді: оттегі O2 және озон O3. Mr(O2) = 32, Mr(O3) = 48.

Табиғатта озон атмосферада найзағайдың электр разрядтары кезінде оттегіден түзіледі. Найзағайдан кейін біз сезінетін балғындықтың тән иісі - озон иісі. Химиялық элементтің қасиеттері мен құрылысы жағынан әр түрлі екі немесе одан да көп жай заттар түрінде болу құбылысын аллотропия, ал ең қарапайым заттарды химиялық элементтің аллотропты модификациясы (формасы, модификациясы) деп атайды.

Оттегі O2 және озон O3 оттегі химиялық элементінің аллотропты модификациясы болып табылады.

Себебі неде әртүрлі қасиеттераллотропты модификациялар, атап айтқанда оттегі мен озон? Заттың қасиеттері оның құрамы мен құрылымына байланысты анықталатынын сіз бұрыннан білесіз.

Оттегі мен озонның сапалық құрамы бірдей, бірақ сандық құрамы әртүрлі; молекулалық құрылымы бірдей, бірақ молекулалардың кеңістіктік құрылымы әртүрлі: сызықтық – полярлы емес оттегі молекулаларында және бұрыштық – полярлы озон молекулаларында. Сонымен, ұқсас заттардан басқа, бұл заттардың әртүрлі қасиеттері бар.

- Әрбір теңдеу үшін электронды теңгерім диаграммасын жасаңыз. H2O2 және KClO3 ыдырау реакциялары кезінде марганец (IV) оксидінің болуы қалай өзгеретінін түсіндіріңіз.

Зертханада озон өндіріледі арнайы құрылғылар- электр разрядының әсерінен оттегіден озонизаторлар (36-сурет).

Оттегінің аллотропиялық модификацияларының химиялық қасиеттері. Оттегінің жоғары электртерістігі оның аллотроптық модификацияларының күшті тотықтырғыш қасиеттеріне әкеледі.

Сіз оттегінің жоғары реактивті екенін білесіз. Көптеген қарапайым заттармен әрекеттесіп, оксидтер түзеді.

Өнеркәсіптік ауқымда оттегін пайдалану 20 ғасырдың ортасында басталды. - Ауаны сұйылтуға және бөлуге арналған құрылғы ойлап табылғаннан кейін. Тотықтырғыш ретінде металлургияда конвертер әдісімен болат алу үшін, металдарды кесу үшін, басқа оттегіге бай қосылыстармен қоспада – тотықтыру үшін қолданылады. зымыран отыны, В газ қоспаларысу астындағы жұмыс кезінде тыныс алу үшін, медицинада тыныс жетіспеушілігі кезінде.

Озонды қолдану оның өте жоғары реактивтілігіне байланысты. Ол дезинфекциялау үшін қолданылады ауыз су, түтін газдарын тазалау, өндірістік және тұрмыстық Ағынды сулар, матаны ағарту және отынды тотықтырғыш ретінде.

O3-тің физиологиялық әрекеті. Озонның шектен тыс тотықтырғыш күші оның адамдарға, жануарларға және өсімдіктерге улы әсерін тигізетінін есте ұстаған жөн. Табиғидан асып түсетін озонның аздаған концентрациясы тыныс алу жолдарын тітіркендіреді, жөтелді, құсуды, бас айналуды және шаршауды тудырады. Бұл белгілерді мына жерден көруге болады ірі қалалармұнда азот оксидтері бар автокөлік шығарындыларының жоғарылауы оттегінің озонға айналуына әкеледі.

Озон атмосферадағы ең жоғары концентрациясына Жер бетінен 23-25 ​​км қашықтықта жетеді, озон қабаты деп аталады.

Озон қабаты планетамыздағы тіршілікті сақтауда маңызды рөл атқарады. Ол зиянды ультракүлгін күн радиациясының адамға, жануарларға және өсімдіктерге зиянды, тері ауруларын (соның ішінде қатерлі ісік) тудыруы мүмкін және биологиялық процестерге теріс әсер ететін бөлігін кешіктіреді. Сонымен қатар, озон қабаты көмірқышқыл газымен бірге Жердің жылу, инфрақызыл сәулелерін жұтып, оның салқындауына жол бермейді.

Дегенмен, әсерінен антропогендік факторларОзон қабаты бұзылып, онда «озон тесіктері» пайда болады. Ондаған заттар белгілі - озон қабатын бұзатын атмосфераны ластаушы заттар. Ғалымдар әсіресе авиациялық қозғалтқыштарды пайдалану кезінде пайда болатын азот оксидтерінің қауіпті екенін зерттеді. Басқа заттардың әсер ету дәрежесі бойынша ол табиғи жағдайда түпкілікті анықталмаған.

Озон қабатын сақтау және қалпына келтіру, оның бұзылу себептерін анықтау адамзаттың шешімін күткен ең өзекті мәселелерінің бірі болып табылады.

Негізгі туралы қысқаша

Оттегі екі аллотропиялық модификацияны түзеді - оттегі O2 және озон O3, олар молекуланың құрамы мен құрылымы бойынша және сәйкесінше қасиеттері бойынша ерекшеленеді. Химиялық элементтің қасиеттері мен құрылымы жағынан әр түрлі екі немесе одан да көп жай заттар түрінде болуы аллотропия, ал ең қарапайым заттар химиялық элементтің аллотропиялық түрленуі (формалары) деп аталады. Оттегінің аллотропты модификациялары - оттегі O2 және озон O3 - күшті тотықтырғыштар болып табылады, ол қарапайым заттармен және көптеген күрделі заттармен реакцияларда көрінеді. Оттегімен тотығу реакцияларының өнімдері әдетте оксидтер болып табылады. O3 озонының тотығу қабілеті O2 оттегіне қарағанда жоғары, бұл тек белсенді оттегі атомдарының түзілуіне байланысты.

Озонның адам денсаулығына әсері даулы. Көпшілік үшін қазірдің өзінде жылдар өтедіозонның әсерін терең зерттеу, өйткені озонның ауа деген ұғымы мүлдем дұрыс емес. Бұл туралы көбірек біліңіз, содан кейін озон сіздің досыңыз ба, жоқ па деп сенімді түрде айтасыз.

Озон іс жүзінде оттегі болып табылады, оның периодтық жүйеде жеке жасушасы да жоқ. Кездейсоқ оттегі атомдары әдеттегідей екі емес, үшеу болып қосылды. Бір кездері голланд физигі эксперименттер жүргізе отырып, бұл сәйкессіздікті анықтады. Не екенін түсіну үшін озон, және оттегі дегеніміз не, толығырақ айту керек. Оттегі - бұл біз әр минут сайын тыныс алатын ауа, бірақ озон - найзағайдан кейінгі ауаның иісі. Дауыл осылайша әрекет етеді, өзінің магнетизмінің күшімен оттегін үш атомға біріктіруге мәжбүр етеді және нәтижесінде не болады. Сирек, бірақ бәрібір мұндай байланыс кейбіреулердің әсерінен болады химиялық қосылыстар. Озон ауаның құрамдас бөлігі болып саналса да, озонның пайда болуының ресми күні 1840 жыл деп есептеледі, яғни озон ауаның жеткілікті жас құрамдас бөлігі болып табылады. Аудармада озон иіс сезу дегенді білдіреді, оның иіс сезетіні дәлелденген факт, бірақ қалғаны туралы айту қиын, өйткені ғалымдар ортақ пікірге келмеген, өкінішке орай, одан артық не зиян, не пайда бар екенін ешкім айта алмайды.

Ақпарат үшін, Америка Құрама Штаттарында озонотерапия әдісі жоғары сұранысқа ие және статистика көрсеткендей, мұндай емдеу көптеген аурулармен күреседі, қазіргі уақытта озонмен емдеу Ресейде де енгізілген. Бірақ бұл жерде жұқпалы аурулар мамандары араласады, олар бұл әдіс арқылы адам ағзасына өте көп вирустар енуі мүмкін екенін айтады, нәтижесінде мутацияға ұшырауы мүмкін және бұл қазірдің өзінде ауыр. Бірақ олар өз сөздерін фактілермен дәлелдей алмайды. Сонда бұл туралы ойлауға, айтуға әлі ерте. Озонмен емдеуден келесілерді атап өту керек, біріншісі - тамырлар. Озонмен байытылған қан терінің капиллярларындағы микроциркуляцияны жақсартады, осылайша сыртқы және ішкі ісік пен қабынуды жояды. Озон сонымен бірге жалпыға оң әсер етеді жүйке жүйесіАдамның, мысалы, шулы мегаполистен кейін орманға кіру физикалық және психикалық тұрғыдан керемет жақсы болатыны кездейсоқ емес.

Бәлкім, ғалымдар озонның пайдалы немесе зиянды екенін ақыры айтатын уақыт алыс емес, бірақ біріншісі дәлелденуі мүмкін, өйткені озонның зияны жоқ, кез келген жағдайда көптеген, көптеген ғалымдар және ғалымдар. Қарапайым адамдар бұған сенімді, таза және сау ауамен тыныстағысы келетін планеталар.