Материал: Неорганическая химия - курс лекций-презентаций

Кислород. Химические свойства

Для завершения внешнего энергетического уровня атому кислорода не хватает двух электронов.

Энергично принимая их, кислород проявляет степень окисления, равную –2.

В соединении кислорода с фтором ОF2 общая электронная пара смещена к фтору как к более электроотрицательному элементу.

В этом случае степень окисления кислорода равна +2, а фтора

–1.

Молекула кислорода O2 состоит из двух атомов.

Химическая связь в ней – ковалентная.

Молекула озона О3 состоит из трех атомов кислорода.

Озон — это аллотропическая модификация элемента кислорода.

Кислород. Химические свойства

Хотя кислород и озон образованы одним и тем же элементом,

свойства их различны.

Озон – газ с характерным запахом.

Разрушает органические вещества, окисляет многие металлы, в том числе золото и платину.

Озон – более сильный окислитель, чем кислород. Например, из

раствора иодида калия он выделяет иод в то время как с кислородом эта реакция не протекает.

2KI +O3 +H2O = I2 +2KOH +O2.

2I− −2е = I2 , окисление,

−2

О3 +2е = О2 +О, восстановление.

Озон производит отбеливающее и дезинфицирующее действие.

Кислород. Химические свойства

Важнейшее химическое свойство кислорода – способность образовывать оксиды со всеми элементами (для первых трех инертных элементов они не получены).

При этом с большинством веществ он реагирует непосредственно, особенно при повышенных температурах.

Например: 2Са+О2=2СаО.

Кислород не взаимодействует непосредственно с галогенами, золотом и платиной.

Их оксиды получаются косвенным путем.

Сложные вещества при определенных условиях также взаимодействуют с кислородом.

При этом образуются оксиды, а в некоторых случаях – оксиды и простые вещества:

2С2Н2 +5О2 = 4СО2 +2Н2О,

4NH3 +3O2 = 6H2O +2N2.

Кислород – окислитель

По величине относительной электроотрицательности кислород является вторым элементом.

Поэтому в химических реакциях как с простыми, так и

со сложными веществами он проявляет себя

окислителем, так как принимает от них электроны.

Схематически это можно записать так:

−2

О2 +4е = 2О, восстановление.

С другой стороны, кальций, углерод со степенью окисления –1 и азот со степенью окисления –3 отдают электроны, поэтому Са, С2Н2 и NH3 являются восстановителями.

Горение, ржавление, гниение и дыхание протекают при участии кислорода.

Это окислительно-восстановительные процессы.

Интенсификация процессов

Процессы окисления протекают интенсивнее в кислороде, чем на воздухе.

Это подтверждают простые опыты: горение в кислороде угля, серы, стальной проволоки.

Для ускорения процессов окисления вместо воздуха

применяют кислород или воздух, обогащенный кислородом.

Он используется для интенсификации окислительных процессов в химической промышленности (производство азотной и серной кислот,

искусственного жидкого топлива, смазочных масел

и других веществ).