Кислород

Введение

Р-ЭЛЕМЕНТЫ VI ГРУППЫ

К р-элементам VI группы относятся кисло­род (О), сера (S), селен (Sе), теллур(Те), полоний (Ро).

На рисунке 2 приведены энергетические диаграммы валентных зон данных элементов в основном и возбужденном состояниях.

Рисунок 2. Энергетические диаграммы валентных зон р-элементов VI группы

Из приведенного рисунка видно, что на внешнем элек­тронном слое атомов рас­сматриваемых элементов находится шесть электро­нов и они могут проявлять четные валентности 2, 4, 6. У атома кислорода отсутствует d-подуровень, поэтому возбужденные состояния отсутствуют и валентность ки­слорода равна только 2.

Все элементы данной подгруппы, за исключением полония, неметаллы.

Кислород является самым распространённым элементом земной коры. Молекула кисло­рода двухатомна (О₂). Простое вещество - молекулярный кислород - представля­ет собой газ без цвета и запаха, плохо растворимый в воде. В воздухе содержится 21 % (по объёму) кислорода. В природных соединениях кислород встречается в виде оксидов (Н₂О, SiО₂) и солей кислородных кислот. Промышленный способ получения кислорода – ректификация жидкого воз­духа. Хранят в жидком состоянии воздух, азот и кислород хранят в сосудах Дъюара.

Кислород играет важную роль в природе. Он участвует в жизненно важном процессе – дыхании. Применение его разнообразно. Производство серной и азотной кислот, выплавка металлов, получение высоких температур и т.д.

Аллотропной модификацией кислорода является озон (O₃). Озон - один из сильнейших окислителей; по окислительной активности он уступает только фтору. Он окисляет все металлы, кроме золота и платиновых металлов, а также большинство неметаллов. В стратосфере земли образует озоновый слой, поглощающий основную часть ультрафиолетового излучения. Для обнаружения озона применяется следующая реакция

2КI + О₃+Н₂О = I₂ + 2КОН + О₂.

Важным соединением кислорода является Н₂О₂ – пероксид водорода (Н–О–О–Н). Атомы кислоро­да находятся в промежуточной степени окисления -1 и поэтому могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:

Н₂О₂ + 2КI = I₂ + 2КОН

2О^-1 + 2 е = 2О^-2,

2I^- - 2е = I_2;

5Н₂О₂ + 2КМnО₄ + 3Н₂SО₄ = 5О₂ + 2Мn SО₄ + К₂SО₄ + 8Н₂О

2О^-1 - 2 е = О₂,

2 Мn⁺⁷ + 5е = Мn⁺².

Пероксид водорода в кислой среде способен окислять вещества, стандартный электродный потенциал кото­рых не превышает +1,776 В, и восстанавливать только те, у которых потенциал больше +0,682 В.

Дата добавления: 2013-12-12