Строение атома кислорода
Кислород (O) является жизненно важным газом, необходимым для дыхания, горения и окисления. Он относится к группе халькогенов. Самый распространенный элемент на Земле. Строение атома кислорода позволяет ему соединяться с металлами и неметаллами, образуя оксиды.
Строение
По положению в таблице Менделеева можно определить строение атома элемента кислорода. Это восьмой элемент, расположенный в группе VI, второй период. Относительная атомная масса равна 16. Существует три изотопа элемента:
- 16О;
- 17О;
- 18О.
Наиболее распространен 16О.
Рис. 1. Положение кислорода в таблице Менделеева.
Электронная конфигурация атома кислорода 1s22s22p4. Ядро атома кислорода имеет заряд +8. Кислород относится к элементам р-семейства. На внешнем энергетическом уровне находится шесть валентных электронов. Два спаренных электрона находятся на 2s-орбитали. На уровне 2p находятся два спаренных и два неспаренных электрона, поэтому во всех соединениях кислород проявляет вторую валентность.
Рис. 2. Строение атома.
Молекула кислорода имеет два атома – О2. При присоединении еще одного атома образуется озон: O3.
Физические свойства
Кислород — бесцветный газ без вкуса, плохо растворимый в воде и спирте. Хорошо растворим в жидком серебре. В жидком виде приобретает светло-голубой цвет, в твердом — голубой. Занимает 21% атмосферного воздуха.
Рис. 3. Твердый кислород.
Кислород поддерживает горение, поэтому его легко обнаружить с помощью зажженного факела (вспышки).
Химические свойства
Благодаря электронной структуре имеет высокую степень окисления. Однако он проявляет большую активность при нагревании из-за сильных двойных связей между атомами. При комнатной температуре быстро реагирует с наиболее активными элементами: щелочными и щелочноземельными металлами, некоторыми неметаллами.
Соединяясь с элементами, образует оксиды. Окисляют органику. Примеры реакций с простыми веществами:
- К + О2 → КО2;
- 3Fe + 2O2 → Fe3O4;
- S + O2 → SO2.
С фосфором, серой, углеродом (графитом), водородом, кислородом при нагревании реагируют:
- 4Р + 5О2 → 2Р2О5;
- S + O2 → SO2;
- С + О2 → СО2;
- 2Н2 + О2 → 2Н2О.
При быстром пропускании фтора через щелочь получают реакцию кислорода с фтором:
2F2 + 2NaOH → 2NaF + H2O + OF2.
Кислород непосредственно взаимодействует с фтором во время электрического разряда. В этом случае кислород играет роль восстановителя:
О2 + F2 → F2O2.
Кислород реагирует со сложными веществами, образуя оксиды:
- 2CuS + 3O2 → 2CuO + 2SO2;
- 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O;
- 2C6H6 + 15O2 → 12CO2 + 6H2O;
- СН4 + 2О2 → СО2 + 2Н2О.
Кислород не реагирует с золотом и инертными газами. Взаимодействие с галогенами происходит в условиях действия ультрафиолета или электрического тока.