Кислород

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
8 Азот ← Кислород → Флуор
-
↑
O
↓
Сяра
Външен вид
безцветен газ безцветен газ
Общи данни
Име, символ, № Кислород, O, 8
Химическа серия Неметал
Група, период, блок 16, 2, p
Свойства на атома
Атомна маса 15,9994 u
Атомен радиус (calc) 60 (48) pm
Ковалентен радиус 73 pm
Радиус на ван дер Ваалс 152 pm
Електронна конфигурация 2p42s2
e- на енергийно ниво 2, 6
Оксидационни с-ния (оксид) -2,-1 (неутрален)
Кристална структура кубична
Физични свойства
Агрегатно състояние Газ
Плътност 1,42934 kg/m³
Температура на топене 50,35 K (-218,4 °C)
Температура на кипене 90,18 K (-182,9 °C)
Моларен обем 17,36×10-6 m³/mol
Специф. топлина на топене 0,22259 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение 3,4099 kJ/mol
Скорост на звука 317,5 m/s при 293 K
Други
Електроотрицателност 3,44 (скала на Полинг)
Специф. топлинен капацитет 920 J/(kg·K)
Специф. електропроводимост n.a. S/m
Топлопроводимост 0,02674 W/(m·K)
Йонизационен потенциал 1313,9 kJ/mol

Кислородът (на гръцки: ὀξύς (oxys) - киселина, и -γενής (-genēs) - създател, причинител) е химичен елемент с атомен номер 8 и моларна маса 15,99 u, плътност 1,43 g/l и разтворимост във вода 100:3,1. Той е безцветен газ без миризма, с температура на топене -218,4 °С и температура на кипене -182,9 °С. Означава се с буквата O. Съществува в две алотропни модификации — кислород и озон. Той е най-разпространеният на Земята елемент.

Кислородът е от изключително значение за живата природа. Елементът влиза в състава на много органични вещества и се намира във всички живи клетки. По брой на атомите в живите клетки кислородът заема около 25 %, а по маса — около 65 %. Всички основни класове структурни молекули в живите организми като протеини, въглехидрати и мазнини, съдържат кислород. Кислород съдържат и много неорганични съединения, които са съставна част от черупки, зъби и кости. Кислородът се произвежда от цианобактерии, водорасли и растения по време на фотосинтезата и участва в клетъчното дишане при сложните организми. Поддържа горенето. Кислородът е с токсични свойства за анаеробните организми, които са преобладаващи в началото на съществуването на Земята. Започва да се натрупва в атмосферата преди около 2,5 милиарда години.[1]

Озонът спомога за защита на биосферата от ултравиолетовото лъчение посредством озоновия слой, намиращ се високо в атмосферата, но представлява замърсител в ниската атмосфера.[2]

Съдържание

Историческа справка и разпространение [редактиране]

Процесите на горене и дишане отдавна привличат вниманието на учените. Първото указание за това, че не целият въздух, а само „активната” негова част поддържа горенето, е открито в китайски ръкописи от VIII век. Много по-късно Леонардо да Винчи (1452-1519) разглежда въздуха като смес от два газа, липсата на единия от които прекратява горенето и дишането. Окончателното откриване на главните съставки на въздуха – азот и кислород, става през XVIII век. Кислород получават почти едновременно Карл Вилхелм Шееле (1742-1786) през 1773 г. и Джоузеф Пристли (1769-70) през 1774 г. През 1772 г. Д. Ръдърфорд открива азота. Името на химичния елемент дава Антоан Лавоазие през 1779 г.

Кислородът е един от най-често срещаните елементи в природата и най-разпространеният елемент на Земята. В твърдата част на земната кора масата на кислорода е 47,4 % (в състава на различни съединения, основно силикати). Морската и прясна вода съдържат огромно количество свързан кислород — 88,8 % (по маса). Съдържанието му в атмосферата е 21 об. % (23,12 % по маса) - трети след водорода и хелия[3]. Той поддържа живота на планетата и прави възможно горенето. Повече от 60% от масата на човешкото тяло е от кислород.

Свойства и характеристики [редактиране]

Физични свойства [редактиране]

Течен кислород в дюаров съд

При стандартни температура и налягане кислородът в безцветен газ без миризма и без вкус. При охлаждане до -183 °С кислородът се превръща в прозрачна синкава течност, която при -218,7 °С образува сини кристали. Плътността на газообразния кислород е 1,42897 g/l. Кислородът е малко разтворим във вода: при 20 °C и 1 atm в 1 m³ вода се разтваря 0,031 m³, а при 0°C - 0,049 m³ кислород. Молекулите на кислорода се състоят от два атома кислород O2, химично съединени помежду си.[4][5]

Течният кислород се привлича от магнити, в лабораторни условия мост от течен кислород може да се задържа между полюсите на силен магнит.[6][7]

В природата се срещат три изотопа на кислорода 16O, 17O, и 18O, като 16O е най-често срещаният (99,762%).[8][9] Идентифицирани са четиринадесет радиоизотопа на кислорода, като най-стабилният между тях е 15O с период на полуразпад от 122,24 s и14O с период на полуразпад 70,606 s.

Химични свойства [редактиране]

Почти всички реакции на кислорода с другите химични съединения са реакции на екзотермични окисления, т.е. протичат с отделяне на топлина. С водорода при нормална температура кислородът не реагира, но при 550° С протича реакция с взрив.

2Н2 + O2 ---> 2H2O

Кислородът взаимодейства и с въглерода.

Употреба [редактиране]

Чист кислород с ниско налягане се използва и в скафандрите на космонавтите

Кислородът е от изключително важно значение за всички живи организми. Някои от неговите съединения са интегрална част от ежедневието. Най-важното му съединение е водата (H2O). Неправилното хранене, пушенето и замърсяването на въздуха са едни от основните причини човешкото тяло да не получава достатъчно кислород. Недостигът му води до умора, нарушаване на обмяната на веществата, преждевременно стареене и риск от сърдечно-съдови заболявания.

Кислородът в смес с хелий и азот (тримикс) се използва от водолазите за дишане под вода. Кислородни апарати се използват и от алпинистите при изкачване на високи върхове в планините. През 1990-те стават популярни кислородните барове, където срещу заплащане може да се диша обогатен с кислород въздух. Първият такъв бар е открит в Лас Вегас.

Източници [редактиране]

  1. ↑ NASA Research Indicates Oxygen on Earth 2.5 Billion Years Ago. // NASA, 2007-09-27. Посетен на 2008-03-13.
  2. ↑ Atomic oxygen erosion. // Архив на оригинала от June 13, 2007. Посетен на 2009-08-08.
  3. ↑ Emsley 2001, p.297
  4. ↑ Molecular Orbital Theory. // Purdue University. Архив на оригинала от May 10, 2008. Посетен на 2008-01-28.
  5. ↑ Pauling, L.. The nature of the chemical bond and the structure of molecules and crystals : an introduction to modern structural chemistry. 3rd. Ithaca, N.Y., Cornell University Press, 1960. ISBN 0801403332.
  6. ↑ Demonstration of a bridge of liquid oxygen supported against its own weight between the poles of a powerful magnet. // University of Wisconsin-Madison Chemistry Department Demonstration lab. Архив на оригинала от December 17, 2007. Посетен на 2007-12-15.
  7. ↑ Oxygen's paramagnetism can be used analytically in paramagnetic oxygen gas analysers that determine the purity of gaseous oxygen. ( Company literature of Oxygen analyzers (triplet). // Servomex. Посетен на 2007-12-15.)
  8. ↑ Oxygen Nuclides / Isotopes. // EnvironmentalChemistry.com. Посетен на 2007-12-17.
  9. ↑ Meyer, B.S.. Nucleosynthesis and Galactic Chemical Evolution of the Isotopes of Oxygen (PDF). // September 19–21, 2005. Посетен на 2007-01-22.

Външни препратки [редактиране]

Взето от „http://bg.wikipedia.org/w/index.php?title=Кислород&oldid=5492134“.