Mikä on hapetusaste hapen? Valenssi hapen ja hapetusaste

Kaikki me hengittää ilmaa, joka on pääosin typpeä ja happea molekyylejä, joissa on vähäisiä lisäämällä muita elementtejä. Siten happi on yksi tärkeimmistä alkuaineet. Lisäksi, sen molekyylit on valtavasti erilaisia kemiallisia yhdisteitä, joita käytetään jokapäiväisessä elämässä. Kuvaamaan kaikkia ominaisuuksia tämä elementti ei riitä, ja sata sivua, joten rajoitamme perustiedot tarinoita sekä peruselementti ominaisuudet - valenssi ja hapetusaste hapen osuus soveltamisen fyysiset ominaisuudet.

Historia löytämisen alkuainetta

Virallinen päivä löytämisen alkuaineen "happea" on 1 päivä elokuuta 1774. Samana päivänä, Britannian kemisti John. Priestley päätteli Kokeilunsa hajoamiseen elohopea oksidi, joka on suljetussa astiassa. tutkija sai kaasun, joka tukee palamista Kun kokeen loppuun. Kuitenkin tämä löytö jäi huomaamatta jopa tutkijat. Priestley ajatteli, että hän tuli olla jakamatta uusi tekijä ja olennainen osa ilmasta. Dzhozef Pristli niiden tulokset jaetaan kuuluisan ranskalainen tiedemies ja kemisti Antuanom Lavuaze, joka pystyi ymmärtämään, mitä jättänyt tekemättä englantilainen. Vuonna 1775, Lavoisier pystyi osoittamaan, että "oli olemassa olennainen osa ilmasta" on itse asiassa riippumaton alkuainetta ja nimeltään se happi, joka on käännetty Kreikka tarkoittaa "happamuus". Lavoisier sitten sitä mieltä, että happi on läsnä kaikissa happoja. Sen jälkeen, hapot, joilla on kaava on saatu, jotka eivät sisällä happiatomia, mutta nimi juuttunut.

Happi - varsinkin molekyylirakenne

Aktiivinen alkuaine on väritön kaasu, hajuton ja mauton. Kemiallinen kaava - O _2. Kemistit soittaa tavallisiin kaksiatomiseksi happi tai "ilmakehän hapen" tai "molekulaarisen hapen". Molekyyli aine koostuu kahdesta liittyvät happiatomin. On myös molekyyli, joka koostuu kolmen atomin - O _3. Tätä ainetta kutsutaan otsoni, lisätietoja siitä kirjoitetaan alla. Molekyyli, jossa on kaksi happi- on hapetusaste -2, koska se kykenee muodostamaan kaksi parittoman elektronin kovalenttinen sidos. Energia, joka vapautuu hajoamisen aikana (dissosiaatio) happiatomia molekyylissä on yhtä kuin 493,57 kJ / mol. Se on aika iso ero.

Valenssi hapen ja hapetusaste

Alle valenssi alkuainetta on mielessä sen kyky ottaa tietty määrä atomien muita kemiallisia osia. Valenssi happi on kaksi. Valenssi happiatomin myös yhtä suuri kuin kaksi, koska kahden atomin on liitetty toisiinsa ja on kyky liittää sen rakenteeseen jopa yhden atomin toisen yhdisteen, ts muodostamaan kovalenttisen sidoksen kanssa. Esimerkiksi, molekyyli vettä H _2O tuloksena kovalenttisten sidosten muodostumista yhden happiatomin ja kaksi vetyatomia.

Happi on monissa tunnetuissa kemiallisia yhdisteitä. On jopa erillinen tyyppi kemiallisia yhdisteitä - oksideja. Tämä aine on saatu yhdistämällä lähes kaikkia alkuaineita happea. Hapetusaste on hapen oksidien on yhtä suuri kuin -2. Kuitenkin joillakin yhdisteillä tämä luku voi olla erilainen. Lisää siitä kuvataan alla.

Fysikaaliset ominaisuudet hapen

Normaali kaksiatomiseksi happi on kaasu, joka ei ole väriä, tuoksua ja makua. Normaalissa tilassa, sen tiheys - 1,42897 kg / m ^3. Paino 1 litra aine on hieman vähemmän kuin 1,5 grammaa, eli puhtaan hapen on ilmaa raskaampaa. Kun sitä kuumennetaan, molekyyli dissosioituu atomia.

Kun väliaine lämpötila lasketaan -189,2 ^C hapen se muuttaa sen rakenteen kaasumaisesta nestemäiseen. Siten on olemassa kiehua. Kun lämpötila laskee -218,35 ^{° C} on muutos rakenteen kanssa nestekide-. Tässä lämpötilassa happea on muodossa sinertävä kiteinä.

Huoneenlämpötilassa, happi on niukasti veteen liukeneva - sen yhden litran 31 millilitraa happea. Liukoisuus muiden aineiden kanssa: 220 ml 1 litra etanolia, 231 ml 1 litra asetonia.

Kemialliset ominaisuudet hapen

Kemiallisista ominaisuuksista happea voi kirjoittaa Talmud. Tärkein ominaisuus hapen - Tämä on hapettumista. Tämä materiaali on erittäin voimakas hapetin. Happi voi reagoida lähes kaikki tunnettuja elementtejä jaksollisen. Seurauksena tämän vuorovaikutuksen oksideja, kuten aiemmin. Hapen hapetus yhdisteitä, joilla on muita elementtejä ovat olennaisesti yhtä 2. Eräs esimerkki tällaisista yhdisteistä on vettä (H _2O), hiilidioksidi (CO _2), kalsiumoksidi, litiumoksidia, ja muut. On kuitenkin olemassa tietyn tyyppisiä oksideja, kutsutaan peroksidit tai peroksideja. Niiden erikoisuus on, että on olemassa peroksidi ryhmä "-O-O-" näissä yhdisteissä. Tämä ryhmä vähentää oksidatiivisen ominaisuudet O _2, niin että hapetusaste hapen peroksidi on -1.

Yhdessä alkalimetalli- aktiivisen hapen muotoja superoksideja tai superoksidia. Esimerkkejä tällaisista rakenteista ovat:

• kaliumsuperoksidi (KO _2);
• rubidium superoksidin (RBO _2).

Niiden erikoisuus on, että hapetusaste on hapen superoksidin on -1/2.

Yhdessä kaikkein aktiivisimpia alkuainetta - fluori, fluoridit saadaan. Niitä käsitellään jäljempänä.

Korkeampi hapetusaste happiyhdisteet

Riippuen siitä, mitä ainetta annetaan reagoida hapella, hapella on seitsemän hapetusasteet:

1. -2 - in oksideja ja orgaanisia yhdisteitä.
2. -1 - in peroksidit.
3. -1/2 - in superoksidi.
4. -1/3 - epäorgaanisen otsonidi (tosi triatomic happi - otsoni).
5. +1/2 - suoloissa hapen kationi.
6. 1 - in monofluoridiyhdiste happi.
7. 2 - happea difluoridi.

Kuten voidaan nähdä, mitä suurempi on hapetusaste hapen saavutetaan oksideja ja orgaanisia yhdisteitä, ja fluoridit se on jopa positiivinen teho. Ei erilaisia vuorovaikutuksia voidaan toteuttaa luonnollisella tavalla. Muodostamiseksi tiettyjen yhdisteiden vaatii erityisiä ehtoja, kuten korkea paine, korkea lämpötila, altistuminen harvinainen yhdisteitä, jotka ovat lähes koskaan esiinny luonnossa. Harkita perus hapen yhdiste muiden alkuaineiden: oksidit, fluoridit ja peroksidit.

Luokitus oksidien happo-emäs-ominaisuudet

On neljän tyyppisiä oksideja:

• Basic;
• happo;
• neutraali;
• amfoteerinen.

Hapen hapetus tämäntyyppiset yhdisteet ovat -2.

• Basic oksidit - yhdiste, jolla on metalleja, joilla on alhainen hapetustiloja. Tyypillisesti, kun saatetaan reagoimaan happojen kanssa saadaan vastaava suola, ja vesi.
• Hapan oksidit - Epämetalli oksideja, joilla on suuri hapetusaste. Sen lisäksi muodostuneen veden kanssa.
• Neutraali oksidit - yhdisteet, jotka eivät osallistu mihinkään reaktioon happojen tai emästen kanssa.
• Auksiliaariset - yhdisteet, joilla on metalleja, joilla on alhainen elektronegatiivisuus arvo. Ne ovat, riippuen olosuhteista, näyttelytila ominaisuuksia ja happoa ja perus oksideja.

Peroksidit, aste hapen hapetus vetyperoksidin ja muiden yhdisteiden

Peroksidit kutsutaan hapen yhdisteitä, joissa on alkalimetalleja. Ne on saatu polttamalla näiden metallien happea. Peroksidit orgaaniset yhdisteet ovat erittäin räjähtäviä. Ne voidaan myös valmistaa imeytymistä hapen oksideja. Esimerkkejä peroksideista:

• vetyperoksidi (H _{2O 2);}
• bariumperoksidi (BaO _2);
• natrium- peroksidia (Na _{2O 2).}

Kaikki heistä on yhteistä se, että ne sisältävät happea ryhmä -OO-. Näin ollen, happi hapetusaste on -1 peroksidit. Yksi tunnettujen yhdisteiden -OO- ryhmä on vetyperoksidi. Normaaleissa olosuhteissa tämä yhdiste on nestemäinen vaalean sininen. Mukaan niiden kemialliset ominaisuudet vetyperoksidin on lähempänä heikko happo. Koska -OO- sidos yhdisteellä on huono stabiilisuus, jopa huoneen lämpötilassa, liuosta, jossa oli vetyperoksidia voidaan hajottaa vedeksi ja hapeksi. Se on voimakas hapettava aine, kuitenkin, reaktiolla vahvan hapettavan ominaisuuksia pelkistin on vain vetyperoksidia. Aste hapen hapetus vetyperoksidin, kuten muut peroksidit on -1.

Muunlaiset peroksidit:

• superoksideja (superoksideja, jossa happi on hapetus -1/2);
• epäorgaaninen ozonides (erittäin epästabiili yhdiste, jolla sen anionin rakenteessa otsoni);
• molozonide (yhdiste, jolla on rakenne sidos -OOO-).

Fluoridit, hapetusaste hapen OF2

Fluori - aktiivisin jäsen kaikista tunnetuista. Näin ollen, välinen reaktio hapen ja fluorin olla oksideja, ja fluoridit. Ne ovat niin nimeksi, koska tämä yhdiste ei ole happi, ja fluori on hapetin. Fluoridia ei voida saada luonnollisella tavalla. Niiden vain syntetisoitu uuttamalla yhdessä fluorin vesipitoisella KOH: lla. happi fluoridit on jaettu:

• happi fluoridi (OF _2);
• monofluoridiyhdiste happi (O ₂ F _2).

Harkita tarkemmin kutakin yhdistettä. happi deenidifluoridista sen rakenne on väritön kaasu, jolla on vahva epämiellyttävä haju. Kun jäähdytys kondensoidaan kellertävä neste. Neste huonosti sekoittuva veden, mutta hyvä ilma, fluori ja otsoni. Kemiallisten ominaisuuksien hapen deenidifluoridista - erittäin voimakas hapetin. Hapetusaste hapen OF2 on 1, eli tämä yhdiste on fluori hapetin ja happi - pelkistintä. AV ₂ on erittäin myrkyllinen, kuin puhdasta fluoria ja lähestyy myrkyllisyys fosgeenia. Pääasiallinen käyttö tällaista yhdistettä - kuten hapetin, ponneaine, koska happi deenidifluoridista ei ole räjähtävä.

monofluoridiyhdiste happea normaalissa tilassa on kellertävä. Sulamisen jälkeen, muodostaa punaista nestettä. Se on voimakas hapettava aine, erittäin räjähtävää kosketuksessa orgaanisia yhdisteitä. Tämän yhdisteellä on happi hapetustilassa yhtä suuri kuin +2, eli tässä Fluoridi hapen yhdiste toimii pelkistimen, ja fluori - hapetin.

Otsonin ja sen yhdisteet

Otsoni - molekyyli, jossa on kolme happiatomia sidottu toisiinsa. Normaalissa tilassa on sininen kaasu. Jäähdyttämisen jälkeen neste muodostaa syvän sininen väri lähellä indigo. Kiinteä on kristallin tummansiniset. Otsoni on pistävä haju, se voi luonnollisesti tuntea ilmassa jälkeen myrskyn.

Otsoni, kuten tavallista happi, on erittäin voimakas hapetin. Kemialliset ominaisuudet lähellä vahvoja happoja. Kun se altistetaan otsonille oksidien lisää niiden hapetusaste kanssa hapen kehitystä. Mutta samaan aste lasketaan hapen hapetus. Otsoni kemiallisia sidoksia ei ole yhtä vahva kuin O _{2, niin, että} normaaleissa olosuhteissa ilman vaivaa se voi liueta happea vapauttaa lämpöenergiaa. Lämpötilan kasvaessa vaikutus otsonin molekyylin ja paineen laskiessa lahotusprosessin kaksiatomiseksi happea eksotermisesti kiihtyi. Lisäksi, jos suuren tilan otsoni, tämä prosessi voi aiheuttaa räjähdyksen.

Koska otsoni on erittäin voimakas hapetin, ja lähes kaikki prosessit, joihin liittyy sen suuri määrä O _2, niin otsoni on erittäin myrkyllinen aine. Kuitenkin yläilmakehän otsonikerroksen roolissa heijastimen ultravioletti auringonvalolta.

Koska otsoni käyttäen laboratorion välineitä luoda orgaanisia ja epäorgaanisia ozonides. Tämä on hyvin epävakaa aineen rakennetta, joten niiden luominen luonnollisissa olosuhteissa on mahdotonta. Ozonides tallennetaan vain alhaisissa lämpötiloissa, koska tavallisessa lämpötilassa, ne ovat erittäin myrkyllisiä ja räjähtäviä.

Hapen käyttö ja sen yhdisteet teollisuuden

Johtuen siitä, että kerralla, tutkijat ovat oppineet, mitä hapetusaste hapesta vuorovaikutuksessa muiden elementtien, se ja sen yhdisteet käytetään laajalti teollisuudessa. Varsinkin puolivälin jälkeen vuosisadan keksittiin turbo lisääjiä - yksikköä, joka kykenee muuntamaan hapen mekaanisen potentiaalienergia. Koska happi - erittäin helposti syttyvä aine, niin sitä käytetään kaikilla teollisuudenaloilla, joissa on tarpeen tulen käyttöä ja lämpöä. Kun leikkaus ja hitsausta käytetään myös kanisterit painehapen parantaa liekin hitsauslaitteeseen. Happea käytetään laajalti terästeollisuudessa, jossa paineistettua O ₂ pidetään korkeassa lämpötilassa masuunissa. Maksimi hapetusaste happea on -2. Tämä ominaisuus on aktiivisesti valmistuksessa käytetty oksidien varten edelleen palamisen ja vapauttaa lämpöenergiaa. Nestemäistä happea, otsonia, ja muut yhdisteet, jotka sisältävät suuren määrän O _{2: ta} käytetään hapettimina ponneaine. Hapetetaan happea jotkut orgaanisia yhdisteitä käytetään räjähteitä.

Kemian teollisuuden, käytetään happea hapettimena happo-hiilivety-yhdisteet, kuten alkoholit, hapot ja vastaavat. D. Lääkettä käytetään alipaineessa potilaille, joilla on keuhko-ongelmia, ylläpitää organismin elinajan. Maataloudessa pieniä annoksia käytetään puhdasta happea kalojen kasvattamiseksi lampia, osuuden lisäämiseksi karjan ja vastaavia. D.

Happi - voimakas hapettava aine, mikä on välttämätöntä, että on olemassa

Edellä se oli paljon kirjoitettu, mitä happi on hapetustilassa tehdessään reaktio erilaisilla yhdisteillä, ja elementit, millaisia hapen yhdisteitä, on olemassa, millaisia hengenvaarallisia ja mitkä eivät. Voidaan edelleen epäselviä - kuten kaikissa sen myrkyllisyydestä ja korkea taso hapetus happea on yksi niistä tekijöistä, jotka ovat välttämättömiä elämän maapallolta? Se, että planeetta on hyvin tasapainoinen elin, joka on sovitettu erityisesti sisältämien aineiden ilmakehän kerros. Hän on mukana sykli, joka on seuraava: ihminen ja kaikki muut eläimet kuluttavat happea ja tuottavat hiilidioksidia, ja kasveja valtaosa kuluttaa hiilidioksidia ja tuottavat happea. Kaiken maailman on yhdistetty, ja menetys yksi lenkki ketjussa voi rikkoa koko ketjun. Meidän ei pidä unohtaa sen ja hoitaa elämää maapallolla kokonaisuutena, eikä vain sen yksittäisten edustajien.