Atomer av samme type kan være en del av forskjellige stoffer. For grunnstoffet betegnet med symbolet "O" (fra det latinske navnet Oxygenium), er to enkle stoffer som er vanlige i naturen kjent. Formelen til en av dem er O2, den andre er O3. Dette er allotropiske modifikasjoner av oksygen (allotroper). Det er andre forbindelser som er mindre stabile (O4 og O8). Sammenligning av molekyler og egenskaper til stoffer vil bidra til å forstå forskjellen mellom disse formene.
Hva er allotropiske modifikasjoner?
Mange kjemiske grunnstoffer kan eksistere i to, tre eller flere former. Hver av disse modifikasjonene er dannet av atomer av samme type. Forskeren J. Berzellius i 1841 var den første som k alte et slikt fenomen allotropi. Den åpne regulariteten ble opprinnelig bare brukt for å karakterisere stoffer med en molekylær struktur. For eksempel er to allotropiske modifikasjoner av oksygen kjent, hvis atomer danner molekyler. Senere fant forskerne at modifikasjoner kan være blant krystallene. I følge moderne konsepter er allotropi et av tilfellene av polymorfisme. Forskjeller mellom former er forårsaket av mekanismerdannelse av en kjemisk binding i molekyler og krystaller. Denne funksjonen manifesteres hovedsakelig av elementer fra gruppene 13-16 i det periodiske system.
Hvordan påvirker ulike kombinasjoner av atomer egenskapene til materie?
Allotropiske modifikasjoner av oksygen og ozon dannes av atomer i grunnstoffet med atomnummer 8 og samme antall elektroner. Men de er forskjellige i struktur, noe som førte til et betydelig avvik i egenskapene.
| Signs | Oxygen | Ozone |
| Sammensetning av molekylet | 2 oksygenatomer | 3 oksygenatomer |
| Bygning |
|
|
| Aggregert tilstand og farge | Fargeløs gjennomsiktig gass eller lyseblå væske | Blå gass, blå væske, mørk lilla faststoff |
| Smell | Mangler | Skarp, minner om tordenvær, nyslått høy |
| Smeltepunkt (°C) | -219 | -193 |
| Kokepunkt (°C) | -183 | -112 |
|
Density (g/l) |
1, 4 | 2, 1 |
| Vannløselighet | Løser seg litt opp | Bedre enn oksygen |
| Reaktivitet | Under normale forholdstabil | Dekomponerer lett for å danne oksygen |
Konklusjoner basert på resultatene av sammenligning: allotropiske modifikasjoner av oksygen skiller seg ikke ut i deres kvalitative sammensetning. Strukturen til et molekyl gjenspeiles i de fysiske og kjemiske egenskapene til stoffer.
Er mengdene oksygen og ozon de samme i naturen?
Stof med formelen O2, funnet i atmosfæren, hydrosfæren, jordskorpen og levende organismer. Omtrent 20 % av atmosfæren er dannet av diatomiske oksygenmolekyler. I stratosfæren, i en høyde på ca 12-50 km fra jordoverflaten, er det et lag som kalles "ozonskjermen". Sammensetningen gjenspeiles av formelen O3. Ozon beskytter planeten vår ved intenst å absorbere de farlige strålene fra det røde og ultrafiolette spekteret til solen. Konsentrasjonen av et stoff er i konstant endring, og gjennomsnittsverdien er lav - 0,001%. Dermed er O2 og O3 allotropiske oksygenmodifikasjoner som har betydelige forskjeller i distribusjon i naturen.
Hvordan få oksygen og ozon?
Molekylært oksygen er det viktigste enkle stoffet på jorden. Det dannes i de grønne delene av planter i lyset under fotosyntesen. Med elektriske utladninger av naturlig eller kunstig opprinnelse brytes det diatomiske oksygenmolekylet ned. Temperaturen som prosessen starter ved er omtrent 2000 °C. Noen av de resulterende radikalene kombineres igjen og danner oksygen. Noen aktive partikler reagerer med diatomiske molekyleroksygen. Denne reaksjonen produserer ozon, som også reagerer med frie oksygenradikaler. Dette skaper diatomiske molekyler. Reversibiliteten av reaksjoner fører til at konsentrasjonen av atmosfærisk ozon er i konstant endring. I stratosfæren er dannelsen av et lag bestående av O3 molekyler assosiert med ultrafiolett stråling fra solen. Uten dette beskyttende skjoldet kan farlige stråler nå jordens overflate og ødelegge alle livsformer.
Allotropiske modifikasjoner av oksygen og svovel
De kjemiske grunnstoffene O (oksygen) og S (Svovel) befinner seg i samme gruppe i det periodiske system, de er karakterisert ved dannelsen av allotropiske former. Av molekylene med forskjellig antall svovelatomer (2, 4, 6, 8), under normale forhold, er den mest stabile S8, som ligner en krone i form. Rombisk og monoklinisk svovel er bygget av slike 8-atommolekyler.
Ved en temperatur på 119 °C danner den gule monokliniske formen en brun viskøs masse - en plastisk modifikasjon. Studiet av allotropiske modifikasjoner av svovel og oksygen er av stor betydning i teoretisk kjemi og praktiske aktiviteter.
I industriell skala brukes de oksiderende egenskapene til ulike former. Ozon brukes til å desinfisere luft og vann. Men ved konsentrasjoner over 0,16 mg/m3 er denne gassen farlig for mennesker og dyr. Molekylært oksygen er essensielt for å puste og brukes i industri og medisin. Karbonallotroper spiller en viktig rolle i økonomisk aktivitet.(diamant, grafitt), fosfor (hvit, rød) og andre kjemiske elementer.
