डी। आई। मेंडेलीव के तत्वों की आवर्त सारणी के समूह VI के मुख्य उपसमूह में स्थित तत्व।

ऑक्सीजन समूह के तत्वों के परमाणुओं के ऊर्जा समीकरणों के अनुसार इलेक्ट्रॉनों का वितरण तालिका 13

तत्व	कोर प्रभारी	उर्जा स्तर					परमाणु त्रिज्या
		क	ली	एम	एन	हे
							0,60 1,04 1,16 1,43

समूह VI के मुख्य उपसमूह के तत्वों की परमाणु संरचनाओं पर विचार करने से पता चलता है कि उन सभी में बाहरी परत (तालिका 13) की छह-इलेक्ट्रॉन संरचना है और इसलिए, अपेक्षाकृत एक है उच्च मूल्यविद्युत ऋणात्मकता। उच्चतम विद्युत ऋणात्मकता है, सबसे छोटी -, जिसे परमाणु त्रिज्या के मान में परिवर्तन द्वारा समझाया गया है। इस समूह में ऑक्सीजन के विशेष स्थान पर इस तथ्य पर जोर दिया जाता है कि, और टेल्यूरियम सीधे ऑक्सीजन के साथ जुड़ सकते हैं, लेकिन एक दूसरे के साथ संयोजन नहीं कर सकते।

ऑक्सीजन समूह के तत्व भी संख्या के होते हैं आर-तत्व, चूंकि वे पूरे हो रहे हैं आर-सीप। परिवार के सभी तत्वों के लिए, ऑक्सीजन को छोड़कर, बाहरी परत के 6 इलेक्ट्रॉन संयोजकता हैं।
रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में, ऑक्सीजन समूह के तत्व अक्सर ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं। सबसे प्रबल ऑक्सीकरण गुण ऑक्सीजन में व्यक्त किए जाते हैं।
समूह VI के मुख्य उपसमूह के सभी तत्वों को -2 की नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था की विशेषता है। हालांकि, सल्फर, सेलेनियम और टेल्यूरियम के लिए, इसके साथ-साथ सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्य भी संभव हैं (अधिकतम +6)।
ऑक्सीजन अणु, किसी भी साधारण गैस की तरह, द्विपरमाणुक है, जो दो इलेक्ट्रॉन जोड़े द्वारा गठित सहसंयोजक बंधन के प्रकार के अनुसार निर्मित होता है। इसलिए, जब एक सरल बनता है तो ऑक्सीजन द्विसंयोजक होता है।
सल्फर एक ठोस है। अणु में 8 सल्फर परमाणु (S8) होते हैं, लेकिन वे एक प्रकार के वलय में जुड़े होते हैं, जिसमें प्रत्येक सल्फर परमाणु एक सहसंयोजक बंधन द्वारा केवल दो पड़ोसी परमाणुओं से जुड़ा होता है।

इस प्रकार, प्रत्येक सल्फर परमाणु, जिसमें दो पड़ोसी परमाणुओं के साथ एक सामान्य इलेक्ट्रॉन युग्म होता है, स्वयं द्विसंयोजक होता है। इसी तरह के अणु सेलेनियम (Se8) और टेल्यूरियम (Te8) बनाते हैं।

■ 1. निम्नलिखित योजना के अनुसार ऑक्सीजन समूह के बारे में एक कहानी बनाएं: क) आवर्त प्रणाली में स्थिति; बी) परमाणु शुल्क और। नाभिक में न्यूट्रॉन की संख्या; ग) इलेक्ट्रॉनिक विन्यास; डी) क्रिस्टल जाली की संरचना; ई) ऑक्सीजन और इस समूह के अन्य सभी तत्वों के संभावित ऑक्सीकरण राज्य।
2. मुख्य उपसमूह VI और के तत्वों के परमाणुओं के परमाणु संरचनाओं और इलेक्ट्रॉनिक विन्यास में समानताएं और अंतर क्या हैं समूह VII?
3. समूह VI के मुख्य उपसमूह के तत्वों में कितने संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं?
4. समूह VI के मुख्य उपसमूह के तत्वों को रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में कैसे व्यवहार करना चाहिए?
5. समूह VI के मुख्य उपसमूह का कौन सा तत्व सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक है?

समूह VI के मुख्य उपसमूह के तत्वों पर विचार करते समय, हम सबसे पहले एलोट्रॉपी की घटना का सामना करते हैं। मुक्त अवस्था में एक ही तत्व दो या दो से अधिक सरल पदार्थ बना सकता है। इस घटना को एलोट्रॉपी कहा जाता है, और उन्हें स्वयं एलोट्रोपिक संशोधन कहा जाता है।

इस शब्द को अपनी नोटबुक में लिखें।

उदाहरण के लिए, तत्व ऑक्सीजन दो सरल बनाने में सक्षम है - ऑक्सीजन और ओजोन।
साधारण ऑक्सीजन का सूत्र O2 है, ओजोन के सरल पदार्थ का सूत्र O3 है। उनके अणु अलग तरह से निर्मित होते हैं:

ऑक्सीजन और ओजोन तत्व ऑक्सीजन के एलोट्रोपिक संशोधन हैं।
सल्फर कई एलोट्रोपिक संशोधन (संशोधन) भी बना सकता है। ज्ञात समचतुर्भुज (ऑक्टाहेड्रल), प्लास्टिक और मोनोक्लिनिक सल्फर। सेलेनियम और टेल्यूरियम भी कई एलोट्रोपिक संशोधन बनाते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एलोट्रॉपी की घटना कई तत्वों की विशेषता है। तत्वों का अध्ययन करते समय हम विभिन्न एलोट्रोपिक संशोधनों के गुणों में अंतर पर विचार करेंगे।

■ 6. ऑक्सीजन अणु की संरचना और ओजोन अणु की संरचना में क्या अंतर है?

7. ऑक्सीजन और ओजोन अणुओं में किस प्रकार का बंधन होता है?

ऑक्सीजन। भौतिक गुण, शारीरिक क्रिया, प्रकृति में ऑक्सीजन का महत्व

ऑक्सीजन समूह VI के मुख्य उपसमूह का सबसे हल्का तत्व है। ऑक्सीजन का परमाणु भार 15.994 है। 31,988. ऑक्सीजन परमाणु में इस उपसमूह (0.6 ) के तत्वों की सबसे छोटी त्रिज्या होती है। ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: ls 2 2s 2 2p 4।

दूसरी परत के ऑर्बिटल्स पर इलेक्ट्रॉनों का वितरण इंगित करता है कि ऑक्सीजन के पी-ऑर्बिटल्स पर दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन हैं, जिनका उपयोग परमाणुओं के बीच एक रासायनिक बंधन बनाने के लिए आसानी से किया जा सकता है। ऑक्सीजन की विशेषता ऑक्सीकरण अवस्था।
ऑक्सीजन एक रंगहीन और गंधहीन गैस है। यह हवा से भारी है, -183 ° के तापमान पर यह तरल में बदल जाता है नीला रंग, और -219 ° के तापमान पर कठोर हो जाता है।

ऑक्सीजन का घनत्व 1.43 g/L है। ऑक्सीजन पानी में खराब घुलनशील है: ऑक्सीजन की 3 मात्रा 0 डिग्री सेल्सियस पर 100 मात्रा पानी में घुल जाती है। इसलिए, ऑक्सीजन को गैसोमीटर (चित्र 34) में रखा जा सकता है - गैसों को संग्रहीत करने के लिए एक उपकरण जो पानी में अघुलनशील और थोड़ा घुलनशील होता है। अक्सर, ऑक्सीजन को गैसोमीटर में संग्रहित किया जाता है।
गैसोमीटर में दो मुख्य भाग होते हैं: बर्तन 1, जो गैस को स्टोर करने का काम करता है, और एक बड़ी फ़नल 2 जिसमें एक नल और एक लंबी ट्यूब होती है, जो लगभग बर्तन 1 के नीचे तक पहुँचती है और डिवाइस को पानी की आपूर्ति करती है। वेसल 1 में तीन ट्यूब होते हैं: ट्यूब 3 एक जमीन की आंतरिक सतह के साथ डाली जाती है, एक नल के साथ एक फ़नल 2, एक नल से सुसज्जित गैस आउटलेट ट्यूब ट्यूब 4 में डाली जाती है; नीचे की ओर ट्यूब 5 चार्ज और डिस्चार्ज होने पर डिवाइस से पानी छोड़ने का काम करता है। एक आवेशित गैसोमीटर के बर्तन में 1 ऑक्सीजन से भरा होता है। बर्तन के तल पर स्थित है, जिसमें फ़नल 2 की ट्यूब का अंत नीचे है।

चावल। 34.
1 - गैस भंडारण के लिए बर्तन; 2 - पानी की आपूर्ति के लिए फ़नल; 3 - जमीन की सतह के साथ ट्यूब; 4 - गैस निकालने के लिए ट्यूब; 5 - डिवाइस को चार्ज करते समय पानी छोड़ने के लिए एक ट्यूब।

यदि आपको गैसोमीटर से ऑक्सीजन प्राप्त करने की आवश्यकता है, तो पहले फ़नल वाल्व खोलें और गैसोमीटर में ऑक्सीजन को थोड़ा सा संपीड़ित करें। फिर गैस आउटलेट ट्यूब पर वाल्व खोला जाता है, जिसके माध्यम से पानी से विस्थापित ऑक्सीजन निकल जाती है।

उद्योग में, ऑक्सीजन को स्टील सिलेंडर में एक संपीड़ित अवस्था (चित्र। 35, ए), या तरल रूप में ऑक्सीजन "टैंक" (चित्र। 36) में संग्रहीत किया जाता है।

चावल। 35.ऑक्सीजन गुब्बारा

टेक्स्ट में से ऑक्सीजन को स्टोर करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरणों के नाम लिखिए।
ऑक्सीजन सबसे आम तत्व है। यह कुल का लगभग 50% बनाता है भूपर्पटी(चित्र। 37)। मानव शरीरइसमें 65% ऑक्सीजन होता है, जो विभिन्न का हिस्सा है कार्बनिक पदार्थजिससे ऊतकों और अंगों का निर्माण होता है। पानी में लगभग 89% ऑक्सीजन होता है। वायुमंडल में, ऑक्सीजन वजन के हिसाब से 23% और आयतन के हिसाब से 21% है। ऑक्सीजन विभिन्न प्रकार की चट्टानों (उदाहरण के लिए, चूना पत्थर, चाक, संगमरमर CaCO3, रेत SiO2), विभिन्न धातुओं के अयस्कों (चुंबकीय लौह अयस्क Fe3O4, भूरा लौह अयस्क 2Fe2O3 nH2O, लाल लौह अयस्क Fe2O3, बॉक्साइट Al2O3 nH2O, आदि में मौजूद है। ।) । ऑक्सीजन अधिकांश कार्बनिक पदार्थों का एक घटक है।

ऑक्सीजन का शारीरिक महत्व बहुत बड़ा है। यह एकमात्र गैस है जिसे जीवित जीव श्वसन के लिए उपयोग कर सकते हैं। ऑक्सीजन की कमी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं की समाप्ति और जीव की मृत्यु का कारण बनती है। ऑक्सीजन के बिना इंसान कुछ मिनट ही जिंदा रह सकता है। सांस लेते समय, ऑक्सीजन अवशोषित होती है, जो शरीर में होने वाली रेडॉक्स प्रक्रियाओं में भाग लेती है, और कार्बनिक पदार्थों, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य पदार्थों के ऑक्सीकरण उत्पादों को जारी किया जाता है। स्थलीय और जलीय दोनों जीवित जीव ऑक्सीजन में सांस लेते हैं: स्थलीय - वातावरण की मुक्त ऑक्सीजन, और जलीय - ऑक्सीजन पानी में घुल जाती है।
प्रकृति में एक प्रकार का ऑक्सीजन चक्र होता है। वातावरण से ऑक्सीजन को जानवरों, पौधों, मनुष्यों द्वारा अवशोषित किया जाता है, ईंधन के दहन, क्षय और अन्य ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की प्रक्रियाओं पर खर्च किया जाता है। ऑक्सीकरण प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का सेवन हरे पौधे करते हैं, जिसमें पत्तियों से क्लोरोफिल की मदद से और सौर ऊर्जाप्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया को अंजाम दिया जाता है, यानी कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण, ऑक्सीजन की रिहाई के साथ।
एक व्यक्ति को ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए दो के मुकुट की आवश्यकता होती है। बड़े पेड़. हरे पौधे वातावरण की निरंतर संरचना बनाए रखते हैं।

■ 8. जीवों के जीवन में ऑक्सीजन का क्या महत्व है?
9. वातावरण में ऑक्सीजन की आपूर्ति कैसे होती है?

ऑक्सीजन के रासायनिक गुण

मुक्त ऑक्सीजन, सरल और जटिल पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करते हुए, आमतौर पर ऐसा व्यवहार करती है।

चावल। 37.

इस मामले में इसे प्राप्त होने वाली ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा -2 होती है। कई तत्व ऑक्सीजन के साथ सीधे संपर्क में आते हैं, महान धातुओं के अपवाद के साथ, ऑक्सीजन के करीब इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाले तत्व () और निष्क्रिय तत्व।
नतीजतन, सरल और जटिल पदार्थों के साथ ऑक्सीजन यौगिक बनते हैं। कई ऑक्सीजन में जलते हैं, हालांकि वे या तो जलते नहीं हैं या हवा में बहुत कमजोर रूप से जलते हैं। एक चमकदार पीली लौ के साथ ऑक्सीजन में जलता है; इस मामले में, सोडियम पेरोक्साइड बनता है (चित्र। 38):
2Na + O2 = Na2O2,
सल्फर डाइऑक्साइड बनाने के लिए सल्फर एक चमकदार नीली लौ के साथ ऑक्सीजन में जलता है:
एस + ओ 2 = एसओ 2
लकड़ी का कोयलाहवा में यह मुश्किल से सुलगता है, लेकिन ऑक्सीजन में यह बहुत गर्म हो जाता है और कार्बन डाइऑक्साइड के निर्माण के साथ जल जाता है (चित्र 39):
सी + ओ 2 = सीओ 2

चावल। 36.

यह एक सफेद, चमकदार चमकदार लौ के साथ ऑक्सीजन में जलता है, और ठोस सफेद फास्फोरस पेंटोक्साइड बनता है:
4P + 5O2 = 2P2O5
ऑक्सीजन में जलता है, चिंगारी बिखेरता है और लोहे का पैमाना बनता है (चित्र 40)।
ऑक्सीजन और कार्बनिक पदार्थों में जलाएं, जैसे कि मीथेन CH4, आने वाली रचना प्राकृतिक गैस: СH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
शुद्ध ऑक्सीजन में दहन हवा की तुलना में बहुत अधिक तीव्र होता है, और यह काफी अधिक तापमान प्राप्त करना संभव बनाता है। इस घटना का उपयोग कई रासायनिक प्रक्रियाओं और अधिक कुशल ईंधन दहन को तेज करने के लिए किया जाता है।
श्वसन की प्रक्रिया में, ऑक्सीजन, रक्त हीमोग्लोबिन के साथ मिलकर ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है, जो एक बहुत ही अस्थिर यौगिक होने के कारण, मुक्त ऑक्सीजन के निर्माण के साथ ऊतकों में आसानी से विघटित हो जाता है, जिसका उपयोग ऑक्सीकरण के लिए किया जाता है। सड़ांध भी एक ऑक्सीडेटिव प्रक्रिया है जिसमें ऑक्सीजन शामिल है।
वे बर्तन में एक सुलगने वाले किरच को पेश करके शुद्ध ऑक्सीजन को पहचानते हैं, जहां इसकी उपस्थिति की उम्मीद है। यह चमकीला चमकता है - यह ऑक्सीजन के लिए एक गुणात्मक परीक्षण है।

■ 10. आपके पास एक किरच होने पर, आप विभिन्न जहाजों में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड को कैसे पहचान सकते हैं? 11. 2 किग्रा के लिए ऑक्सीजन की कितनी मात्रा जलेगी? सख़्त कोयलाक्रॉस-अनुभागीय संरचना में 70% कार्बन, 5% हाइड्रोजन, 7% ऑक्सीजन, शेष गैर-दहनशील घटक हैं?

चावल। 38.जलता हुआ सोडियम चावल। 39.जलता कोयला चावल। 40.ऑक्सीजन में लोहे का दहन।

12. क्या 10 लीटर ऑक्सीजन 5 ग्राम फॉस्फोरस को जलाने के लिए पर्याप्त होगी?
13. 40% कार्बन मोनोऑक्साइड, 20% नाइट्रोजन, 30% हाइड्रोजन और 10% कार्बन डाइऑक्साइड युक्त गैस मिश्रण का 1 m3 ऑक्सीजन में जल गया। कितनी ऑक्सीजन की खपत हुई?
14. क्या ऑक्सीजन को इसमें से गुजारकर सुखाना संभव है: a) सल्फ्यूरिक एसिड, बी) कैल्शियम क्लोराइड, सी) फॉस्फोरिक एनहाइड्राइड, डी) धातु?
15. कार्बन डाइऑक्साइड को ऑक्सीजन की अशुद्धियों से कैसे मुक्त करें और इसके विपरीत, कार्बन डाइऑक्साइड की अशुद्धियों से ऑक्सीजन को कैसे मुक्त करें?
16. कार्बन डाइऑक्साइड के एक मिश्रण वाले 20 लीटर ऑक्सीजन को 200 मिलीलीटर 0.1 एन के माध्यम से पारित किया गया था। बेरियम घोल। परिणामस्वरूप, Ba 2+ धनायन पूरी तरह से अवक्षेपित हो गया। मूल ऑक्सीजन में कितना कार्बन डाइऑक्साइड (प्रतिशत में) था?

ऑक्सीजन प्राप्त करना

ऑक्सीजन कई तरह से प्राप्त की जाती है। प्रयोगशाला में, ऑक्सीजन ऑक्सीजन युक्त पदार्थों से प्राप्त किया जाता है जो इसे आसानी से अलग कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, पोटेशियम परमैंगनेट KMnO4 (चित्र। 41) या बर्टोलेट नमक KClO3 से:
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

2केएसएलओ3 = 2केएसएल + ओ2
प्रतिक्रिया में तेजी लाने के लिए बर्टोलेट नमक, उत्प्रेरक, मैंगनीज डाइऑक्साइड से ऑक्सीजन प्राप्त करते समय उपस्थित होना चाहिए। उत्प्रेरक अपघटन को तेज करता है और इसे अधिक समान बनाता है। उत्प्रेरक के बिना

चावल। 41. पोटेशियम परमैंगनेट से प्रयोगशाला में ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए एक उपकरण। 1 - पोटेशियम परमैंगनेट; 2 - ऑक्सीजन; 3 - कपास ऊन; 4 - सिलेंडर - संग्रह।

एक विस्फोट तब होता है जब बर्टोलेट नमक बड़ी मात्रा में लिया जाता है और खासकर अगर यह कार्बनिक पदार्थों से दूषित होता है।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड से उत्प्रेरक की उपस्थिति में ऑक्सीजन भी प्राप्त की जाती है - मैंगनीज डाइऑक्साइड MnO2 समीकरण के अनुसार:
2H2O2 [MnO2] = 2H2O + O2

■ 17. बर्थोलेट नमक के अपघटन के दौरान MnO2 क्यों मिलाया जाता है?
18. KMnO4 के अपघटन के दौरान बनने वाली ऑक्सीजन को पानी के ऊपर एकत्र किया जा सकता है। डिवाइस आरेख में इसे प्रतिबिंबित करें।
19. कभी-कभी, प्रयोगशाला में मैंगनीज डाइऑक्साइड की अनुपस्थिति में, पोटेशियम परमैंगनेट के कैल्सीनेशन के बाद बर्टोलेट के नमक में थोड़ा सा अवशेष मिलाया जाता है। ऐसा परिवर्तन क्यों संभव है?
20. बर्टोलेट नमक के 5 मोल के अपघटन के दौरान ऑक्सीजन की कितनी मात्रा निकलेगी?

गलनांक से ऊपर गर्म करने पर नाइट्रेट के अपघटन द्वारा भी ऑक्सीजन प्राप्त की जा सकती है:
2KNO3 = 2KNO2 + O2
उद्योग में, ऑक्सीजन मुख्य रूप से तरल हवा से प्राप्त की जाती है। एक तरल अवस्था में अनुवादित, हवा वाष्पीकरण के अधीन है। सबसे पहले, यह वाष्पित हो जाता है (इसका क्वथनांक 195.8 ° है), और ऑक्सीजन बनी रहती है (इसका क्वथनांक -183 ° है)। इस प्रकार ऑक्सीजन लगभग शुद्ध रूप में प्राप्त होती है।
कभी-कभी, सस्ती बिजली की उपस्थिति में, पानी के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा ऑक्सीजन प्राप्त की जाती है:
एच 2 ओ एच + + ओएच -
एच++ इ- → एच 0
कैथोड पर
2OH - - इ- → एच 2 ओ + ओ; 2O = O2
एनोड पर

21. आपको ज्ञात ऑक्सीजन प्राप्त करने की प्रयोगशाला और औद्योगिक विधियों की सूची बनाएं। प्रतिक्रिया समीकरण के साथ प्रत्येक विधि के साथ उन्हें एक नोटबुक में लिखें।
22. क्या प्रतिक्रियाओं का उपयोग ऑक्सीजन रेडॉक्स के उत्पादन के लिए किया जाता है? तर्कयुक्त उत्तर दीजिए।
23. निम्नलिखित पदार्थों में से 10 ग्राम लिया गया; पोटेशियम परमैंगनेट, पोटेशियम क्लोराइड, पोटेशियम नाइट्रेट। किस स्थिति में ऑक्सीजन की अधिकतम मात्रा प्राप्त करना संभव होगा?
24. 20 ग्राम पोटेशियम परमैंगनेट को गर्म करने से प्राप्त ऑक्सीजन में 1 ग्राम कोयला जल गया। परमैंगनेट का कितना प्रतिशत अपघटित हो गया है?

ऑक्सीजन प्रकृति में सबसे आम तत्व है। इसका व्यापक रूप से चिकित्सा, रसायन विज्ञान, उद्योग आदि में उपयोग किया जाता है (चित्र 42)।

चावल। 42. ऑक्सीजन का उपयोग।

उच्च ऊंचाई पर पायलट, हानिकारक गैसों के वातावरण में काम करने वाले लोग, भूमिगत और पानी के नीचे के काम में कार्यरत, ऑक्सीजन उपकरणों का उपयोग करते हैं (चित्र 43)।

ऐसे मामलों में जहां किसी विशेष बीमारी के कारण मुश्किल होती है, एक व्यक्ति को ऑक्सीजन बैग से शुद्ध ऑक्सीजन सांस लेने की अनुमति दी जाती है या ऑक्सीजन टेंट में रखा जाता है।
वर्तमान में, धातुकर्म प्रक्रियाओं को तेज करने के लिए ऑक्सीजन युक्त हवा या शुद्ध ऑक्सीजन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। धातुओं को वेल्डिंग और काटने के लिए ऑक्सी-हाइड्रोजन और ऑक्सीजन-एसिटिलीन टॉर्च का उपयोग किया जाता है। ज्वलनशील पदार्थों के साथ तरल ऑक्सीजन लगाने से: चूरा, कोयला पाउडर, आदि, विस्फोटक मिश्रण प्राप्त होते हैं, जिन्हें ऑक्सीलिकाइट्स कहा जाता है।

■ 25. अपनी नोटबुक में एक तालिका बनाइए और उसे पूरा कीजिए।

ओजोन O3

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, तत्व ऑक्सीजन एक और एलोट्रोपिक संशोधन बना सकता है - ओजोन ओ 3। ओजोन -111 डिग्री पर उबलता है और -250 डिग्री पर जम जाता है। पर गैसीय अवस्थायह नीला है, तरल में यह नीला है। पानी में ओजोन ऑक्सीजन की तुलना में बहुत अधिक है: ओजोन की 45 मात्रा 100 मात्रा पानी में घुल जाती है।

ओजोन ऑक्सीजन से इस मायने में भिन्न है कि इसके अणु में दो के बजाय तीन परमाणु होते हैं। इस संबंध में, ऑक्सीजन अणु ओजोन अणु की तुलना में बहुत अधिक स्थिर है। ओजोन समीकरण के अनुसार आसानी से टूट जाती है:
ओ3 = ओ2 + [ओ]

ओजोन के क्षय के दौरान परमाणु ऑक्सीजन की रिहाई इसे ऑक्सीजन की तुलना में अधिक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट बनाती है। ओजोन में एक ताजा गंध है (अनुवाद में "ओजोन" का अर्थ है "गंध")। प्रकृति में, यह एक शांत विद्युत निर्वहन की क्रिया के तहत और देवदार के जंगलों में बनता है। फेफड़ों की बीमारी के मरीजों को चीड़ के जंगलों में अधिक समय बिताने की सलाह दी जाती है। हालांकि, ओजोन से अत्यधिक समृद्ध वातावरण के लंबे समय तक संपर्क में रहने से शरीर पर विषाक्त प्रभाव पड़ सकता है। जहर के साथ चक्कर आना, मतली, नाक से खून बह रहा है। पुरानी विषाक्तता में, हृदय रोग हो सकता है।
प्रयोगशाला में, ओजोनाइज़र में ऑक्सीजन से ओजोन प्राप्त किया जाता है (चित्र। 44)। ऑक्सीजन को कांच की नली 1 में प्रवाहित किया जाता है, बाहर की तरफ तार 2 से घाव। तार 3 ट्यूब के अंदर से गुजरता है। ये दोनों तार एक करंट स्रोत के ध्रुवों से जुड़े होते हैं जो इन इलेक्ट्रोड पर एक उच्च वोल्टेज बनाता है। इलेक्ट्रोड के बीच एक शांत विद्युत निर्वहन होता है, जिसके कारण ऑक्सीजन से ओजोन का निर्माण होता है।

चित्र 44; ओजोनेटर। 1 - कांच की बोतल; 2 - बाहरी घुमावदार; 3 - ट्यूब के अंदर तार; 4 - स्टार्च के साथ पोटेशियम आयोडाइड का घोल

3O2 = 2O3
ओजोन एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। यह ऑक्सीजन की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जावान है, प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है और आमतौर पर ऑक्सीजन की तुलना में बहुत अधिक सक्रिय होता है। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के विपरीत, यह हाइड्रोजन आयोडाइड या आयोडीन लवण से विस्थापित हो सकता है:
2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2

वायुमंडल में ओजोन बहुत कम है (प्रतिशत का दस लाखवां हिस्सा), लेकिन यह पराबैंगनी के अवशोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सूरज की किरणेइसलिए वे कम मात्रा में जमीन पर गिरते हैं और जीवों पर हानिकारक प्रभाव नहीं डालते हैं।
ओजोन का उपयोग कम मात्रा में मुख्य रूप से एयर कंडीशनिंग के लिए और रसायन विज्ञान में भी किया जाता है।

26. एलोट्रोपिक संशोधन क्या हैं?
27. ओजोन के संपर्क में आने पर स्टार्च आयोडीन पेपर नीला क्यों हो जाता है? तर्कयुक्त उत्तर दीजिए।
28. ओजोन अणु की तुलना में ऑक्सीजन अणु अधिक स्थिर क्यों है? इंट्रामोल्युलर संरचना के संदर्भ में अपने उत्तर की पुष्टि करें।

परिचय

हर दिन हम उस हवा में सांस लेते हैं जिसकी हमें जरूरत होती है। क्या आपने कभी इस बारे में सोचा है कि हवा में कौन से पदार्थ अधिक सटीक रूप से होते हैं? सबसे अधिक इसमें नाइट्रोजन (78%), उसके बाद ऑक्सीजन (21%) और अक्रिय गैसें (1%) होती हैं। हालांकि ऑक्सीजन हवा का सबसे बुनियादी हिस्सा नहीं है, इसके बिना वातावरण निर्जन होगा। उसके लिए धन्यवाद, पृथ्वी पर जीवन मौजूद है, क्योंकि नाइट्रोजन, दोनों एक साथ और व्यक्तिगत रूप से, मनुष्यों के लिए हानिकारक है। आइए ऑक्सीजन के गुणों को देखें।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण

हवा में, ऑक्सीजन बस अलग नहीं है, क्योंकि सामान्य परिस्थितियों में यह स्वाद, रंग और गंध के बिना गैस है। लेकिन ऑक्सीजन को कृत्रिम रूप से एकत्रीकरण के अन्य राज्यों में स्थानांतरित किया जा सकता है। तो, -183 o C पर यह तरल हो जाता है, और -219 o C पर यह कठोर हो जाता है। लेकिन ठोस और तरल ऑक्सीजन केवल एक व्यक्ति ही प्राप्त कर सकता है, और प्रकृति में यह केवल गैसीय अवस्था में ही मौजूद होता है। इस तरह दिखता है (फोटो)। और बर्फ की तरह सख्त।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण भी एक साधारण पदार्थ के अणु की संरचना होते हैं। ऑक्सीजन परमाणु दो ऐसे पदार्थ बनाते हैं: ऑक्सीजन (O 2) और ओजोन (O 3)। ऑक्सीजन अणु का मॉडल नीचे दिखाया गया है।

ऑक्सीजन। रासायनिक गुण

पहली चीज जिसके साथ किसी तत्व की रासायनिक विशेषता शुरू होती है, वह है डी। आई। मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली में इसकी स्थिति। तो, ऑक्सीजन मुख्य उपसमूह के छठे समूह के दूसरे आवर्त में संख्या 8 पर है। इसका परमाणु द्रव्यमान 16 amu है, यह एक अधातु है।

अकार्बनिक रसायन विज्ञान में, अन्य तत्वों के साथ इसके द्विआधारी यौगिकों को एक अलग एक - ऑक्साइड में जोड़ा गया था। ऑक्सीजन बन सकता है रासायनिक यौगिकधातु और अधातु दोनों।

आइए इसे प्रयोगशालाओं में प्राप्त करने के बारे में बात करते हैं।

रासायनिक रूप से, ऑक्सीजन पोटेशियम परमैंगनेट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, बर्थोलेट नमक, सक्रिय धातु नाइट्रेट और भारी धातु ऑक्साइड के अपघटन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। इन विधियों में से प्रत्येक के लिए प्रतिक्रिया समीकरणों पर विचार करें।

1. जल इलेक्ट्रोलिसिस:

एच 2 ओ 2 \u003d एच 2 ओ + ओ 2

5. भारी धातु ऑक्साइड (जैसे पारा ऑक्साइड) का अपघटन:

2HgO \u003d 2Hg + O 2

6. सक्रिय धातुओं के नाइट्रेट्स का अपघटन (उदाहरण के लिए, सोडियम नाइट्रेट):

2नानो 3 \u003d 2नानो 2 + ओ 2

ऑक्सीजन का अनुप्रयोग

हम रासायनिक गुणों के साथ कर रहे हैं। अब मानव जीवन में ऑक्सीजन के उपयोग के बारे में बात करने का समय आ गया है। विद्युत और ताप विद्युत संयंत्रों में ईंधन के दहन के लिए इसकी आवश्यकता होती है। इसका उपयोग कच्चा लोहा और स्क्रैप धातु से वेल्डिंग और धातु काटने के लिए स्टील का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। अग्निशामकों के मुखौटे के लिए ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, गोताखोरों के सिलेंडर, लौह और अलौह धातु विज्ञान में उपयोग किए जाते हैं, और यहां तक ​​कि विस्फोटकों के निर्माण में भी। खाद्य उद्योग में भी, ऑक्सीजन को खाद्य योज्य E948 के रूप में जाना जाता है। ऐसा लगता है कि कोई उद्योग नहीं है जहां इसका उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन यह दवा में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। वहां उन्हें "मेडिकल ऑक्सीजन" कहा जाता है। ऑक्सीजन के प्रयोग योग्य होने के लिए, इसे पूर्व-संपीड़ित किया जाता है। ऑक्सीजन के भौतिक गुण इस तथ्य में योगदान करते हैं कि इसे संपीड़ित किया जा सकता है। इस रूप में, यह इनके समान सिलेंडरों के अंदर संग्रहीत होता है।

इसका उपयोग एक बीमार रोगी के शरीर में जीवन प्रक्रियाओं को बनाए रखने के साथ-साथ कुछ बीमारियों के उपचार में पुनर्जीवन और उपकरणों में संचालन में किया जाता है: विघटन, जठरांत्र संबंधी मार्ग के विकृति। इसकी मदद से डॉक्टर हर दिन कई लोगों की जान बचाते हैं। रासायनिक और भौतिक गुणऑक्सीजन इस तथ्य में योगदान करती है कि इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

परिभाषा

ऑक्सीजन- रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली के वीआईए समूह की दूसरी अवधि का एक तत्व डी.आई. मेंडेलीव, परमाणु संख्या 8 के साथ। प्रतीक - ओ।

परमाणु द्रव्यमान - 16 पूर्वाह्न ऑक्सीजन अणु द्विपरमाणुक है और इसका सूत्र है - O 2

ऑक्सीजन पी-तत्व परिवार से संबंधित है। ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s 2 2s 2 2p 4 है। इसके यौगिकों में, ऑक्सीजन कई ऑक्सीकरण राज्यों को प्रदर्शित करने में सक्षम है: "-2", "-1" (पेरोक्साइड में), "+2" (एफ 2 ओ)। ऑक्सीजन को एलोट्रॉपी की घटना के प्रकट होने की विशेषता है - कई सरल पदार्थों के रूप में अस्तित्व - एलोट्रोपिक संशोधन। ऑक्सीजन के एलोट्रोपिक संशोधन ऑक्सीजन ओ 2 और ओजोन ओ 3 हैं।

ऑक्सीजन के रासायनिक गुण

ऑक्सीजन एक प्रबल ऑक्सीकारक है, क्योंकि बाह्य इलेक्ट्रॉनिक स्तर को पूरा करने के लिए, इसमें केवल 2 इलेक्ट्रॉनों की कमी होती है, और यह उन्हें आसानी से जोड़ता है। प्रतिक्रियाशीलता के मामले में, ऑक्सीजन फ्लोरीन के बाद दूसरे स्थान पर है। ऑक्सीजन हीलियम, नियॉन और आर्गन को छोड़कर सभी तत्वों के साथ यौगिक बनाती है। ऑक्सीजन सीधे हैलोजन, चांदी, सोना और प्लैटिनम के साथ प्रतिक्रिया करता है (उनके यौगिक अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त होते हैं)। ऑक्सीजन से जुड़ी लगभग सभी प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक होती हैं। विशेषताऑक्सीजन के साथ संयोजन की कई प्रतिक्रियाएं - रिलीज एक लंबी संख्यागर्मी और प्रकाश। ऐसी प्रक्रियाओं को दहन कहा जाता है।

धातुओं के साथ ऑक्सीजन की परस्पर क्रिया। क्षार धातुओं (लिथियम को छोड़कर) के साथ, ऑक्सीजन पेरोक्साइड या सुपरऑक्साइड बनाता है, बाकी के साथ - ऑक्साइड। उदाहरण के लिए:

4Li + O 2 = 2Li 2 O;

2ना + ओ 2 \u003d ना 2 ओ 2;

के + ओ 2 \u003d केओ 2;

2Ca + O 2 \u003d 2CaO;

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3;

2Cu + O 2 \u003d 2CuO;

3Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4।

अधातुओं के साथ ऑक्सीजन की परस्पर क्रिया। गर्म होने पर अधातुओं के साथ ऑक्सीजन की अन्योन्यक्रिया होती है; सभी प्रतिक्रियाएं एक्ज़ोथिर्मिक हैं, नाइट्रोजन के साथ बातचीत के अपवाद के साथ (प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है, एक विद्युत चाप में 3000C पर होती है, प्रकृति में - एक बिजली के निर्वहन के साथ)। उदाहरण के लिए:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5;

सी + ओ 2 \u003d सीओ 2;

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O;

एन 2 + ओ 2 ↔ 2NO - क्यू।

परिसर के साथ बातचीत अकार्बनिक पदार्थ. जब जटिल पदार्थों को ऑक्सीजन की अधिकता में जलाया जाता है, तो संबंधित तत्वों के ऑक्साइड बनते हैं:

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O (t);

4NH 3 + 3O 2 \u003d 2N 2 + 6H 2 O (टी);

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O (t, kat);

2पीएच 3 + 4ओ 2 = 2एच 3 पीओ 4 (टी);

SiH 4 + 2O 2 \u003d SiO 2 + 2H 2 O;

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8 SO 2 (t)।

ऑक्सीजन उच्च ऑक्सीकरण अवस्था वाले यौगिकों में ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड को ऑक्सीकरण करने में सक्षम है:

2CO + O 2 \u003d 2CO 2 (टी);

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 (t, V 2 O 5);

2NO + O 2 \u003d 2NO 2;

4FeO + O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 (t)।

जटिल कार्बनिक पदार्थों के साथ बातचीत। लगभग सभी कार्बनिक पदार्थ जल जाते हैं, वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत हो जाते हैं कार्बन डाइऑक्साइडऔर पानी:

सीएच 4 + 2 ओ 2 \u003d सीओ 2 + एच 2 ओ।

दहन प्रतिक्रियाओं (पूर्ण ऑक्सीकरण) के अलावा, आंशिक या उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं भी संभव हैं, इस मामले में प्रतिक्रिया उत्पाद अल्कोहल, एल्डिहाइड, केटोन्स हो सकते हैं, कार्बोक्जिलिक एसिडऔर अन्य पदार्थ:

कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा का ऑक्सीकरण एक जीवित जीव में ऊर्जा के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

ऑक्सीजन के भौतिक गुण

ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में तत्व है (द्रव्यमान के हिसाब से 47%)। वायु में आयतन के अनुसार 21% ऑक्सीजन होती है। ऑक्सीजन - अवयवपानी, खनिज, कार्बनिक पदार्थ। पौधों और जानवरों के ऊतकों में विभिन्न यौगिकों के रूप में 50-85% ऑक्सीजन होती है।

मुक्त अवस्था में, ऑक्सीजन एक रंगहीन, स्वादहीन और गंधहीन गैस है, जो पानी में खराब घुलनशील है (3 लीटर ऑक्सीजन 20 डिग्री सेल्सियस पर 100 लीटर पानी में घुल जाती है। तरल ऑक्सीजन का रंग नीला होता है, इसमें पैरामैग्नेटिक गुण होते हैं (एक में खींचा जाता है) चुंबकीय क्षेत्र)।

ऑक्सीजन प्राप्त करना

ऑक्सीजन के उत्पादन के लिए औद्योगिक और प्रयोगशाला विधियां हैं। तो, उद्योग में, तरल हवा के आसवन द्वारा ऑक्सीजन प्राप्त की जाती है, और ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए मुख्य प्रयोगशाला विधियों में प्रतिक्रियाएं शामिल हैं थर्मल अपघटनजटिल पदार्थ:

2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

4K 2 Cr 2 O 7 \u003d 4K 2 CrO 4 + 2Cr 2 O 3 +3 O 2

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2

2KClO 3 \u003d 2KCl + 3 O 2

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम

95 ग्राम मरकरी (II) ऑक्साइड के अपघटन से 4.48 लीटर ऑक्सीजन (N.O.) उत्पन्न हुई। विघटित पारा (II) ऑक्साइड (wt.% में) के अनुपात की गणना करें।

फेसला

आइए हम मरकरी ऑक्साइड (II) के अपघटन के लिए अभिक्रिया समीकरण लिखें: 2HgO \u003d 2Hg + O 2। मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा जानने के बाद, हम पदार्थ की मात्रा पाते हैं: मोल. प्रतिक्रिया समीकरण n (HgO) के अनुसार: n (O 2) \u003d 2: 1, इसलिए, n (HgO) \u003d 2 × n (O 2) \u003d 0.4 mol। आइए हम विघटित ऑक्साइड के द्रव्यमान की गणना करें। किसी पदार्थ की मात्रा पदार्थ के द्रव्यमान से अनुपात से संबंधित होती है: पारा (II) ऑक्साइड का दाढ़ द्रव्यमान (एक मोल का आणविक भार), डी.आई. के रासायनिक तत्वों की तालिका का उपयोग करके गणना की जाती है। मेंडेलीव - 217 ग्राम / मोल। तब मरकरी ऑक्साइड (II) का द्रव्यमान बराबर होता है: एम(एचजीओ) = एन(एचजीओ) × एम(एचजीओ) \u003d 0.4 × 217 \u003d 86.8 ग्राम। आइए परिभाषित करें सामूहिक अंशविघटित ऑक्साइड:

रूसी संघ के शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय

"ऑक्सीजन"

पुरा होना:

चेक किया गया:

ऑक्सीजन की सामान्य विशेषताएं।

ऑक्सीजन (अक्षांश। ऑक्सीजनियम), ओ ("ओ" पढ़ें), रासायनिक तत्वपरमाणु क्रमांक 8 के साथ, परमाणु द्रव्यमान 15.9994। मेंडेलीफ की तत्वों की आवर्त सारणी में, ऑक्सीजन समूह VIA में दूसरे आवर्त में स्थित है।

प्राकृतिक ऑक्सीजन में द्रव्यमान संख्या 16 के साथ तीन स्थिर न्यूक्लाइड का मिश्रण होता है (मिश्रण में हावी होता है, यह द्रव्यमान द्वारा 99.759% है), 17 (0.037%) और 18 (0.204%)। उदासीन ऑक्सीजन परमाणु की त्रिज्या 0.066 एनएम है। उदासीन अउत्तेजित ऑक्सीजन परमाणु की बाहरी इलेक्ट्रॉन परत का विन्यास 2s2р4 है। ऑक्सीजन परमाणु के अनुक्रमिक आयनीकरण की ऊर्जाएँ 13.61819 और 35.118 eV हैं, इलेक्ट्रॉन आत्मीयता 1.467 eV है। O 2 आयन की त्रिज्या 0.121 एनएम (समन्वय संख्या 2) से 0.128 एनएम (समन्वय संख्या 8) तक विभिन्न समन्वय संख्याओं पर है। यौगिकों में, यह -2 (वैलेंसी II) की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, और कम सामान्यतः -1 (वैलेंसी I)। पॉलिंग पैमाने के अनुसार, ऑक्सीजन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी 3.5 है (फ्लोरीन के बाद गैर-धातुओं में दूसरा स्थान)।

अपने मुक्त रूप में, ऑक्सीजन एक रंगहीन, गंधहीन और स्वादहीन गैस है।

ओ 2 अणु की संरचना की विशेषताएं: वायुमंडलीय ऑक्सीजन में डायटोमिक अणु होते हैं। O 2 अणु में अंतरापरमाणुक दूरी 0.12074 nm है। आणविक ऑक्सीजन (गैसीय और तरल) एक अनुचुंबकीय पदार्थ है, प्रत्येक O 2 अणु में 2 अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। इस तथ्य को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि अणु में दो प्रतिरक्षी कक्षकों में से प्रत्येक में एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन होता है।

O 2 अणु के परमाणुओं में पृथक्करण की ऊर्जा काफी अधिक होती है और इसकी मात्रा 493.57 kJ / mol होती है।

शारीरिक और रासायनिक गुण

भौतिक और रासायनिक गुण: मुक्त रूप में यह O 2 ("साधारण" ऑक्सीजन) और O 3 (ओजोन) के दो संशोधनों के रूप में होता है। O2 एक रंगहीन और गंधहीन गैस है। पर सामान्य स्थितिऑक्सीजन गैस घनत्व 1.42897 किग्रा/एम 3। तरल ऑक्सीजन (तरल नीला है) का क्वथनांक -182.9 डिग्री सेल्सियस है। -218.7 डिग्री सेल्सियस से -229.4 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर घन जाली (-संशोधन) के साथ ठोस ऑक्सीजन होती है, तापमान -229.4 डिग्री सेल्सियस से -249.3 डिग्री सेल्सियस तक - हेक्सागोनल जाली के साथ एक संशोधन और -249.3 से नीचे के तापमान पर। डिग्री सेल्सियस - घन - संशोधन। पर उच्च रक्त चापऔर कम तामपानठोस ऑक्सीजन के अन्य संशोधन भी प्राप्त किए गए हैं।

20 डिग्री सेल्सियस पर, गैस ओ 2 की घुलनशीलता है: 3.1 मिलीलीटर प्रति 100 मिलीलीटर पानी, 22 मिलीलीटर प्रति 100 मिलीलीटर इथेनॉल, 23.1 मिलीलीटर प्रति 100 मिलीलीटर एसीटोन। कार्बनिक फ्लोरीन युक्त तरल पदार्थ होते हैं (उदाहरण के लिए, पेरफ्लूरोबुटिलटेट्राहाइड्रोफुरन) जिसमें ऑक्सीजन की घुलनशीलता बहुत अधिक होती है।

O2 अणु में परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन की उच्च शक्ति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि कमरे के तापमान पर गैसीय ऑक्सीजन रासायनिक रूप से निष्क्रिय है। प्रकृति में, यह धीरे-धीरे क्षय की प्रक्रियाओं के दौरान परिवर्तनों में प्रवेश करता है। इसके अलावा, कमरे के तापमान पर ऑक्सीजन रक्त हीमोग्लोबिन (अधिक सटीक, हीम आयरन II के साथ) के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम है, जो श्वसन प्रणाली से अन्य अंगों में ऑक्सीजन के हस्तांतरण को सुनिश्चित करता है।

ऑक्सीजन बिना गर्म किए कई पदार्थों के साथ बातचीत करता है, उदाहरण के लिए, क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं (इसी तरह के ऑक्साइड जैसे ली 2 ओ, सीएओ, आदि, पेरोक्साइड जैसे ना 2 ओ 2, बाओ 2, आदि और सुपरऑक्साइड जैसे केओ 2, आरबीओ 2 बनते हैं) आदि), स्टील उत्पादों की सतह पर जंग के गठन का कारण बनता है। गर्म किए बिना, ऑक्सीजन सफेद फास्फोरस के साथ, कुछ एल्डिहाइड और अन्य कार्बनिक पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है।

जब गर्म किया जाता है, तो थोड़ा सा भी, ऑक्सीजन की रासायनिक गतिविधि नाटकीय रूप से बढ़ जाती है। प्रज्वलित होने पर, यह बड़ी संख्या में सरल और जटिल पदार्थों के साथ हाइड्रोजन, मीथेन, अन्य दहनशील गैसों के साथ एक विस्फोट के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह ज्ञात है कि जब ऑक्सीजन वातावरण या हवा में गर्म किया जाता है, तो कई सरल और जटिल पदार्थ जल जाते हैं, और विभिन्न ऑक्साइड बनते हैं, उदाहरण के लिए:

एस + ओ 2 \u003d एसओ 2; सी + ओ 2 \u003d सीओ 2

4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3; 2Cu + O 2 \u003d 2CuO

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O; 2H 2 S + 3O 2 \u003d 2H 2 O + 2SO 2

यदि ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के मिश्रण को कांच के बर्तन में कमरे के तापमान पर रखा जाए, तो पानी बनने की ऊष्माक्षेपी अभिक्रिया होती है

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O + 571 kJ

बहुत धीमी गति से आगे बढ़ता है; गणना के अनुसार, पानी की पहली बूंदें लगभग दस लाख वर्षों में बर्तन में दिखाई देनी चाहिए। लेकिन जब प्लेटिनम या पैलेडियम (जो उत्प्रेरक की भूमिका निभाते हैं) को इन गैसों के मिश्रण के साथ एक बर्तन में पेश किया जाता है, साथ ही जब प्रज्वलित किया जाता है, तो प्रतिक्रिया एक विस्फोट के साथ आगे बढ़ती है।

नाइट्रोजन एन 2 के साथ, ऑक्सीजन या तो के साथ प्रतिक्रिया करता है उच्च तापमान(लगभग 1500-2000 डिग्री सेल्सियस), या नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के मिश्रण के माध्यम से एक विद्युत निर्वहन पारित करके। इन शर्तों के तहत, नाइट्रिक ऑक्साइड (II) विपरीत रूप से बनता है:

एन 2 + ओ 2 \u003d 2NO

परिणामी NO तब एक भूरे रंग की गैस (नाइट्रोजन डाइऑक्साइड) बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

2NO + O 2 = 2NO2

गैर-धातुओं से, ऑक्सीजन किसी भी परिस्थिति में सीधे हलोजन के साथ बातचीत नहीं करता है, धातुओं से - महान धातुओं के साथ - चांदी, सोना, प्लेटिनम, आदि।

ऑक्सीजन के द्विआधारी यौगिक, जिसमें ऑक्सीजन परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था -2 है, ऑक्साइड कहलाते हैं (पूर्व नाम ऑक्साइड है)। ऑक्साइड के उदाहरण: कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) CO 2, सल्फर ऑक्साइड (VI) SO 3, कॉपर ऑक्साइड (I) Cu 2 O, एल्यूमीनियम ऑक्साइड Al 2 O 3, मैंगनीज ऑक्साइड (VII) Mn 2 O 7.

ऑक्सीजन ऐसे यौगिक भी बनाती है जिनमें इसकी ऑक्सीकरण अवस्था -1 होती है। ये पेरोक्साइड हैं (पुराना नाम पेरोक्साइड है), उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड एच 2 ओ 2, बेरियम पेरोक्साइड बाओ 2, सोडियम पेरोक्साइड ना 2 ओ 2 और अन्य। इन यौगिकों में एक पेरोक्साइड समूह होता है - ओ - ओ -। सक्रिय क्षार धातुओं के साथ, उदाहरण के लिए, पोटेशियम के साथ, ऑक्सीजन सुपरऑक्साइड भी बना सकता है, उदाहरण के लिए, केओ 2 (पोटेशियम सुपरऑक्साइड), आरबीओ 2 (रूबिडियम सुपरऑक्साइड)। सुपरऑक्साइड में, ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था -1/2 होती है। यह ध्यान दिया जा सकता है कि सुपरऑक्साइड सूत्र अक्सर K 2 O 4, Rb 2 O 4, आदि के रूप में लिखे जाते हैं।

सबसे सक्रिय गैर-धातु फ्लोरीन के साथ, ऑक्सीजन सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में यौगिक बनाता है। तो, O 2 F 2 यौगिक में, ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था +1 है, और O 2 F यौगिक में - +2 है। ये यौगिक ऑक्साइड से संबंधित नहीं हैं, बल्कि फ्लोराइड्स से संबंधित हैं। ऑक्सीजन फ्लोराइड को केवल अप्रत्यक्ष रूप से संश्लेषित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, तनु पर फ्लोरीन एफ 2 के साथ अभिनय करके जलीय समाधानकॉन।

डिस्कवरी इतिहास

नाइट्रोजन की तरह ऑक्सीजन की खोज का इतिहास किसके अध्ययन से जुड़ा है? वायुमंडलीय हवा. तथ्य यह है कि हवा प्रकृति में सजातीय नहीं है, लेकिन इसमें कुछ हिस्से शामिल हैं, जिनमें से एक दहन और श्वास का समर्थन करता है, और दूसरा नहीं, 8 वीं शताब्दी में चीनी कीमियागर माओ हो और बाद में यूरोप में लियोनार्डो दा विंची द्वारा जाना जाता था। . 1665 में, अंग्रेजी प्रकृतिवादी आर. हुक ने लिखा था कि हवा में सॉल्टपीटर में निहित गैस होती है, साथ ही एक निष्क्रिय गैस भी होती है, जो अधिकांश हवा बनाती है। तथ्य यह है कि हवा में एक तत्व है जो जीवन का समर्थन करता है, 18 वीं शताब्दी में कई रसायनज्ञों को पता था। स्वीडिश फार्मासिस्ट और केमिस्ट कार्ल शीले ने 1768 में हवा की संरचना का अध्ययन करना शुरू किया। तीन साल के लिए, उन्होंने नमक (KNO 3 , NaNO 3) और अन्य पदार्थों को गर्म करके विघटित किया और "उग्र हवा" प्राप्त की जो श्वास और दहन का समर्थन करती थी। लेकिन शीले ने अपने प्रयोगों के परिणामों को केवल 1777 में "केमिकल ट्रीटीज़ ऑन एयर एंड फायर" पुस्तक में प्रकाशित किया। 1774 में, अंग्रेजी पुजारी और प्रकृतिवादी जे। प्रीस्टली ने "जले हुए पारा" (पारा ऑक्साइड एचजीओ) को गर्म करके एक दहन-सहायक गैस प्राप्त की। पेरिस में रहते हुए, प्रीस्टली, जो यह नहीं जानता था कि उसे प्राप्त होने वाली गैस हवा का हिस्सा है, ने अपनी खोज की सूचना ए. लावोज़ियर और अन्य वैज्ञानिकों को दी। इस समय तक नाइट्रोजन की खोज भी हो चुकी थी। 1775 में, लैवोसियर इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि साधारण हवा में दो गैसें होती हैं - एक गैस जो सांस लेने और दहन का समर्थन करने के लिए आवश्यक है, और एक "विपरीत प्रकृति" की गैस - नाइट्रोजन। Lavoisier ने दहन-सहायक गैस ऑक्सीजन कहा - "एसिड बनाने" (ग्रीक ऑक्सी से - खट्टा और गेनाओ - मैं जन्म देता हूं, इसलिए रूसी नाम "ऑक्सीजन"), क्योंकि तब से उनका मानना ​​​​था कि सभी एसिड में ऑक्सीजन होता है। यह लंबे समय से ज्ञात है कि एसिड ऑक्सीजन युक्त और एनोक्सिक दोनों हो सकते हैं, लेकिन लवॉज़ियर द्वारा तत्व को दिया गया नाम अपरिवर्तित रहा है। लगभग डेढ़ सदी तक, ऑक्सीजन परमाणु के द्रव्यमान का 1/16 विभिन्न परमाणुओं के द्रव्यमान की एक दूसरे के साथ तुलना करने के लिए एक इकाई के रूप में कार्य करता था और परमाणुओं के द्रव्यमान के संख्यात्मक लक्षण वर्णन में उपयोग किया जाता था। विभिन्न तत्व(परमाणु द्रव्यमान का तथाकथित ऑक्सीजन पैमाना)।

प्रकृति में घटना: ऑक्सीजन पृथ्वी पर सबसे आम तत्व है, इसका हिस्सा (विभिन्न यौगिकों के हिस्से के रूप में, मुख्य रूप से सिलिकेट), ठोस पृथ्वी की पपड़ी के द्रव्यमान का लगभग 47.4% है। समुद्री और ताजा पानीरोकना बड़ी राशिबाध्य ऑक्सीजन - 88.8% (द्रव्यमान से), वातावरण में मुक्त ऑक्सीजन की सामग्री 20.95% (मात्रा के अनुसार) है। ऑक्सीजन तत्व पृथ्वी की पपड़ी के 1500 से अधिक यौगिकों का हिस्सा है।

रसीद:

वर्तमान में, उद्योग में ऑक्सीजन कम तापमान पर वायु पृथक्करण द्वारा प्राप्त की जाती है। सबसे पहले, हवा को कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित किया जाता है, जबकि हवा गर्म होती है। संपीड़ित गैस को ठंडा होने दिया जाता है कमरे का तापमान, और फिर इसका मुफ्त विस्तार प्रदान करें। जैसे-जैसे गैस फैलती है, तापमान तेजी से गिरता है। ठंडी हवा, जिसका तापमान तापमान से कई दसियों डिग्री कम होता है वातावरण, फिर से 10-15 एमपीए तक संपीड़न के अधीन। फिर जारी की गई गर्मी को फिर से हटा लिया जाता है। "संपीड़न-विस्तार" के कई चक्रों के बाद तापमान ऑक्सीजन और नाइट्रोजन दोनों के क्वथनांक से नीचे चला जाता है। तरल हवा बनती है, जिसे बाद में आसवन (आसवन) के अधीन किया जाता है। ऑक्सीजन का क्वथनांक (-182.9°C) नाइट्रोजन के क्वथनांक (-195.8°C) से 10 डिग्री अधिक होता है। इसलिए, नाइट्रोजन पहले तरल से वाष्पित हो जाती है, और शेष में ऑक्सीजन जमा हो जाती है। धीमी (आंशिक) आसवन के कारण शुद्ध ऑक्सीजन प्राप्त करना संभव है, जिसमें नाइट्रोजन अशुद्धता सामग्री 0.1 मात्रा प्रतिशत से कम है।