该分子氧或分子氧,也叫双原子氧或气体,是最常见的基本方式是地球上这个元素。它的分子式为O 2,因此是一个双原子和全核分子,完全非极性。
我们呼吸的空气由大约21%的氧气作为O 2分子组成。随着我们的上升,氧气的浓度降低,并且臭氧O 3的存在增加。我们的身体利用O 2为其组织充氧并进行细胞呼吸。
没有氧气丰富我们的大气,生活将是不可持续的现象。资料来源:
O 2也是造成火灾的原因:没有它,几乎不可能发生火灾和燃烧。这是因为其主要特性是成为强氧化剂,在水分子或氧化物阴离子O 2-中获得电子或使其自身还原。
分子氧对于无数的好氧工艺至关重要,可用于冶金,医学和废水处理。这种气体实际上是热,呼吸,氧化的同义词,另一方面,在液态时则是冻结温度。
分子氧的结构
气态氧的分子结构。资料来源:通过维基百科的Benjah-bmm27。
在上图中,我们用各种模型表示了气态氧的分子结构。最后两个显示了将氧原子保持在一起的共价键的特征:双键O = O,其中每个氧原子完成其价八位位。
O 2分子是线性,同核和对称的。它的双键长度为121 pm。这种短距离意味着需要大量能量(498 kJ / mol)才能破坏O = O键,因此它是一个相对稳定的分子。
如果不是这样,随着时间的流逝,大气中的氧气将完全降解,否则空气会无处生火。
物产
外观
分子氧是一种无色,无味和无味的气体,但是当它凝结并结晶时,它会发出蓝色调。
摩尔质量
32 g / mol(四舍五入值)
熔点
-218摄氏度
沸点
-183
溶解度
分子氧难溶于水,但足以支撑海洋动物。如果溶解度较高,则死于溺水的可能性较小。另一方面,它在非极性油和液体中的溶解度更高,能够缓慢氧化它们,从而影响其原始性能。
能量状态
分子氧是价键理论(VTE)不能完全描述的一种物质。
氧气的电子结构如下:
2s²2p⁴
它具有一对不成对的电子(O:)。当两个氧原子相遇时,它们键合形成一个O = O双键,均完成了价八位字节。
因此,O 2分子应是反磁性的,其所有电子均配对。但是,它是顺磁性分子,这可以通过其分子轨道图来解释:
氧气的分子轨道图。资料来源:安东尼·塞巴斯蒂安/ CC BY-SA(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
因此,分子轨道理论(TOM)最好地描述了O 2。两个不成对的电子位于高能π *分子轨道上,并赋予氧其顺磁性。
De hecho,este estadoenergético通讯员ox geno trite,3 O 2,优先事项。El otro estadoenergéticodeloxígeno,西班牙的es辛格,1 O 2。
变形虫
易感的易感性和易感性易感性和易感性易感性氧化性,易碎性和易碎性。Esto se de be a que el O 2 tiene una alta tentencia a reducirse,ganar electronices de otrosátomosomoléculas。
减少时,它可以建立各种各样的链接和形状。如果它形成共价键,它将与自身相比具有更低负电性的原子(包括氢)发生反应,从而生成水HOH。它还可以使碳原子宇宙化,从而产生CO键和各种类型的含氧有机分子(醚,酮,醛等)。
ø 2也可以获得电子转变成过氧化氢和超氧阴离子,O- 2 2-和O 2 - ,分别。当它在体内转化为过氧化物时,会获得过氧化氢H 2 O 2,HOOH,这是一种有害的化合物,可通过特定酶(过氧化物酶和过氧化氢酶)的作用进行处理。
另一方面,同样重要的是,O 2与无机物发生反应,成为氧化物阴离子O 2-,构成了无数矿物学物质,使地壳和地幔变稠。
应用领域
焊接与燃烧
氧气用于燃烧乙炔并散发出极热的火焰,这在焊接中很有价值。资料来源:希拉/ CC BY(https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)
氧气用于进行燃烧反应,物质被放热地氧化,从而着火。火灾及其温度因燃烧的物质而异。因此,可以获得非常热的火焰,例如乙炔(以上),用于焊接金属和合金。
如果不是为了氧气,燃料将无法燃烧并提供其所有的热量,用于发射火箭或发动汽车。
绿色化学中的氧化剂
由于这种气体,合成或工业生产了无数的有机和无机氧化物。这些反应基于分子氧的氧化能力,这也是绿色化学中用于获得药品的最可行的试剂之一。
辅助呼吸和废水处理
对于严重健康状况的患者,潜水员下降至较浅深度时以及在海拔较高的氧气浓度急剧下降的登山者中,氧气对于满足呼吸需求至关重要。
另外,氧气“喂食”需氧细菌,有助于分解污水中的污染残留物,或帮助鱼类呼吸,以进行保护或贸易。
参考文献
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