Кислород — жизненно важный и необходимый элемент для жизни всего живого, ведь без его помощи аэробные организмы не могли бы дышать. Кроме того, он входит в состав важных молекул, таких как белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды. Узнайте, каковы их свойства, функции, характеристики и значение.
Что такое кислород?
Это газообразный элемент, входящий в группу амфигенов или халькогенов, а также химического ряда неметаллов таблицы Менделеева. Одной из его особенностей является то, что в обычном состоянии он не имеет вкуса, запаха и цвета. Однако он составляет 20,9% объема земной атмосферы и вместе с водородом создает молекулы H₂O или воды.
Символ кислорода
О Обозначается символом О, который происходит от древнегреческих слов oxys (кислота) и genos (генератор или производитель). По сути, значение названия означает производитель кислот, поскольку ошибочно считалось, что всем кислотам для своего состава необходим этот элемент.
Характеристики кислорода
Помимо обычного состояния, в лабораториях встречается голубой жидкий кислород также в твердом виде и с голубоватыми кристаллическими оттенками. С другой стороны, он действует как лучший окислитель среди элементов. Другие особенности кратко описаны в:
- Обычное агрегатное состояние : Газообразное.
- Магнетизм: это парамагнитный элемент, который имеет тенденцию выравнивать электроны или орбитали параллельно магнитному полю.
- Органолептические свойства : Бесцветный, без запаха и вкуса.
- Химические реакции : Молекула кислорода обладает высокой реакционной способностью, что приводит к процессам горения.
- Электрический проводник : Плохой проводник тепла и электричества.
- Растворимость : Растворимость лучше, чем у азота.
- Электроотрицательность : После фтора он имеет лучшую электроотрицательность среди всех элементов.
- Податливость : он хрупкий, то есть его нельзя сплющить, чтобы создать листы, или растянуть, чтобы превратить в нити.
- Аллотропный: существует в двухатомных молекулах O2 или дикислорода и трехатомных молекулах O3, называемых озоном.
Химические и физические свойства кислорода
- Атомный номер : 8
- Группа : 16
- Период : 2
- Блок :р
- Атомный вес : 15,9994
- Плотность : 1,429 кг/м³
- Статус : Газ
- Ржавчина : Не делал
- Степени окисления : -2, -1
- Температура плавления : -223 (°С)
- Точка кипения : -183 (°С)
- Удельная теплоемкость : 920 Дж/(К-кг)
- Электроотрицательность : 3,44
- Средний радиус : 60 часов
- Ковалентный радиус : 73h
- Атомный радиус : 60 часов
- Электронов на слой : 2, 6
- Электронная конфигурация : [He]2s22p4
Происхождение кислорода
В конце XVIII века швед Карл Вильгельм Шееле изучил свойства кислорода и признал его главным действующим лицом воздуха. Однако свои результаты он представлял до 1777 года. Тем временем химик Джозеф Пристли опубликовал свои исследования в 1774 году и поэтому считается автором своего открытия.
Пристли нагревал оксид ртути, или HgO, пока не увидел выделяющийся газ, который он назвал дефлогистизированным воздухом. Он также заметил, что это увеличивает интенсивность пламени. Позже, в 1777 году, Антуан Лавуазье определил его как химический элемент и дал ему название кислород.
Для чего используется кислород?
В медицинской сфере этот элемент используется для поддержания жизни хирургических пациентов. Аналогичным образом кислородная терапия используется для людей, страдающих заболеваниями легких, сердца, эмфиземой и других. Кроме того, его часто используют в качестве дыхательного газа во время подводных и космических полетов, например, для водолазных костюмов, содержащих кислородные баллоны.
Другое применение в промышленности — производство сплавов железа, оксида этилена, пластиковых основ и текстильных материалов. Кроме того, его используют для сжигания ацетилена и изготовления факелов, которые быстро режут металлы.
Значение кислорода для жизни
Это жизненно важное соединение, поскольку оно содержит незаменимые биологические вещества, такие как белки, аминокислоты, сахара, полезные для жизни на Земле. Точно так же в его состав входят различные фундаментальные молекулы метаболизма, из которых живые существа получают энергию. Например, фотосинтез растений, бактерий и других растительных организмов.
Взаимодействие с другими элементами
Все химические элементы образуют с этим газом соединения, за исключением благородных газов. Некоторыми примерами бинарных соединений, которые содержат большее количество кислорода, являются H₂O, вода и SiO2, кремнезем. Среди тех, которые также широко распространены в природе, — силикаты, мрамор, известняк, гипс, бокситы и оксиды железа.
Получение промышленного кислорода
Одним из методов производства является цеолитная фильтрация, процедура, используемая для достижения этой цели в небольших масштабах. Он предполагает пропускание потока чистого сухого воздуха через молекулярные сита, которые улавливают азот и создают воздух с высоким содержанием O.
Второй способ его получения — электролиз воды, метод, который расщепляет молекулу воды H₂O. Это происходит путем введения диполя электричества, который заставляет анод притягивать газообразные молекулы O к контейнеру. Между тем, катод делает то же самое с водородом.
Насыщение кислородом
Это количество химического элемента, доступного в крови. По-видимому, кислород связывается с эритроцитами, когда сердце начинает перекачивать кровь. Если уровни оптимальны, это гарантирует, что клетки получат адекватную дозу. Процент здоровых людей составляет от 95 до 100%, в противном случае возникает гипоксемия.
Таким образом, этот химический элемент в обычных условиях находится в газообразном состоянии. Он входит в число амфигенов, неметаллов и располагается под номером 8. Кроме того, он является окислителем, парамагнитным, без запаха, вкуса и цвета. Он обладает превосходной электроотрицательностью, растворимостью и имеет два аллотропа: дикислород и озон.