Ορισμός Οξυγόνου, Πληροφορίες και Ιδιότητες Στοιχείων

Το μοντέλο μορίου οξυγόνου είναι ένα χημικό στοιχείο - μια ένωση που περιέχει μόνο ένα είδος ατόμου, το οξυγόνο. Ο ατομικός αριθμός της μοριακής μορφής του οξυγόνου είναι 8, που αντιπροσωπεύεται από το χημικό σύμβολο Ο. Ο πυρήνας ενός ατόμου οξυγόνου αποτελείται από οκτώ πρωτόνια. Το οξυγόνο βρίσκεται σε αέρια κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου χωρίς οσμή, χρώμα ή οσμή. Στη φύση, το οξυγόνο υπάρχει ως μόριο. Δύο μόρια οξυγόνου πρέπει να δημιουργήσουν έναν ομοιοπολικό διπλό δεσμό για να δημιουργήσουν οξυγόνο ή Ο2. Το οξυγόνο είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της ανθρώπινης ζωής.

Μόριο οξυγόνου Τυπικά, το οξυγόνο υπάρχει ως μόριο. Είναι γνωστό ως διοξυγόνο, μια μοριακή μορφή οξυγόνου.

Μοριακός τύπος οξυγόνου

Όταν μια ουσία υπάρχει σε περισσότερες από δύο διαφορετικές μορφές, λέγεται ότι είναι αλλοτροπική. Επειδή το οξυγόνο μπορεί να υπάρχει σε τρεις διαφορετικές μορφές, είναι αλλοτρόπο. Το πρώτο αναφέρεται ως ατομικό ή στοιχειακό οξυγόνο και συμβολίζεται με τον μοριακό τύπο Ο. Ο μοριακός τύπος για τη δεύτερη μορφή οξυγόνου, επίσης γνωστή ως μοριακό οξυγόνο ή διοοξυγόνο, είναι Ο2. Το όζον είναι η τελευταία και τρίτη μορφή οξυγόνου, που συμβολίζεται από τον μοριακό τύπο O3.

Τύποι οξυγόνου

Στοιχειακό οξυγόνο, O

Ατομικό ή στοιχειακό οξυγόνο, ή Ο, σπάνια βρίσκεται στη γη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το εξωτερικό του περίβλημα περιέχει μόνο 6 ηλεκτρόνια. Το στοιχειακό οξυγόνο αναζητά δεσμούς με άλλα στοιχεία για να γεμίσει τα εξωτερικά του κελύφη με 8 ηλεκτρόνια. Δεδομένου ότι το στοιχειακό οξυγόνο είναι πολύ αντιδραστικό, η ατμόσφαιρα δεν περιέχει σημαντικές συγκεντρώσεις.

Η δομή του μορίου οξυγόνου του O είναι O – O .

Μοριακό οξυγόνο, O2:Διοξυγόνο

Η λέξη διοξυγόνο προέρχεται από την ελληνική λέξη di, που σημαίνει δύο φορές. Αυτός ο τύπος οξυγόνου παράγεται όταν δύο άτομα οξυγόνου μοιράζονται δύο ηλεκτρόνια σθένους, καθιστώντας το λιγότερο αντιδραστικό από το στοιχειακό οξυγόνο.

Το διοξυγόνο είναι ο πιο διαδεδομένος τύπος οξυγόνου στη γη και έχει τον χημικό τύπο O2. Η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί περιέχουν και οι δύο αυτό το είδος οξυγόνου, το οποίο ονομάζεται επίσης μοριακό οξυγόνο. Το μόριο οξυγόνου δημιουργείται από τη χημική σύνδεση δύο μορίων οξυγόνου. Επειδή το εξωτερικό κέλυφος ηλεκτρονίων κάθε ατόμου μοιράζεται δύο ζεύγη ηλεκτρονίων, ο δεσμός τους είναι διπλός ομοιοπολικός.

Τα τελευταία 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια, το διοοξυγόνο ήταν απαραίτητο για την επιβίωση και την εξέλιξη πολλών πλασμάτων. Αυτός ο τύπος οξυγόνου εισπνέεται από όλα τα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, για να βοηθήσει στην παραγωγή κυτταρικής ενέργειας. Τα αναερόβια βακτήρια είναι ένας τύπος πλάσματος που μπορεί να επιβιώσει χωρίς οξυγόνο. Παρόλο που η ζωή μπορεί να προέρχεται από ένα αναερόβιο περιβάλλον, πολλοί ζωντανοί οργανισμοί σήμερα εξαρτώνται από το οξυγόνο για την επιβίωση.

Αυτός ο τύπος διπλού δεσμού είναι γνωστός ως ομοιοπολικός δεσμός, καθώς κάθε ηλεκτρόνιο μοιράζεται αντί να μεταφέρεται σε άλλο άτομο. Μετά το αέριο άζωτο, το διοοξυγόνο είναι το δεύτερο πιο κοινό αέριο στην ατμόσφαιρα. Το διοξυγόνο δεν έχει χρώμα ή οσμή.

Η δομή του μορίου οξυγόνου του O2 είναι O =O.

Όζον, O3

Το όζον, ή O3, είναι η τρίτη μορφή δομής μορίου οξυγόνου. Παρά το ότι είναι άχρωμο, το όζον έχει μυρωδιά. Το όνομα «όζον» έχει εξελιχθεί από την ελληνική λέξη ozein, που σημαίνει μυρωδιά. Στις καταιγίδες, οι κεραυνοί διασπούν το μοριακό οξυγόνο του αέρα. Αυτά τα μεμονωμένα μόρια οξυγόνου συνδυάζονται με άλλα μόρια διοοξυγόνου που υπάρχουν στον αέρα για να δημιουργήσουν το όζον, το O3. Αυτό το πρόσφατα δημιουργημένο όζον μπορεί να μυριστεί όταν ταξιδεύει στην τροπόσφαιρα της γης καθώς η ροή του αέρα από την καταιγίδα. Τα ζώα χρησιμοποιούν αυτό το μυρωδάτο άρωμα για να αναγνωρίσουν και να προβλέψουν την άφιξη της βροχής εύκολα. Αλλά το όζον βρίσκεται συχνά στη στρατόσφαιρα του πλανήτη.

Τα μόρια O2 διασπώνται σε μεμονωμένα μόρια οξυγόνου με το υπεριώδες φως (UV). Το μεμονωμένο μόριο οξυγόνου προσκολλάται στα μόρια O2 (ο χημικός τύπος του διοοξυγόνου) για να σχηματίσει O3, μόρια όζοντος. Δεδομένου ότι περισσότερες υπεριώδεις ακτινοβολίες υπάρχουν στο στρώμα της στρατόσφαιρας της γης, περιλαμβάνει υψηλότερες συγκεντρώσεις όζοντος. Επειδή το στρώμα του όζοντος εμποδίζει την υπεριώδη ακτινοβολία, λιγότερα μόρια O2 μπορεί να διασπαστούν κοντά στην κατώτερη ατμόσφαιρα της γης (στρώμα τροπόσφαιρας). Ωστόσο, το όζον μπορεί ακόμα να σχηματιστεί στο στρώμα της τροπόσφαιρας όταν το O2 υποβάλλεται σε έντονη θερμότητα και πίεση.

Η δομή του μορίου οξυγόνου του O3 είναι O ☰ O

Το ξέρατε; Οι κινητήρες των αυτοκινήτων μπορούν επίσης να παράγουν όζον, έναν ρύπο. Επομένως, τα σύγχρονα αυτοκίνητα διαθέτουν καταλυτικούς μετατροπείς για να μετατρέψουν το O3 ξανά σε O2.

Εμφάνιση

Υπάρχει οξυγόνο παντού γύρω μας!

• Μετά το υδρογόνο και το ήλιο, το μόριο Ο2 είναι το τρίτο πιο διαδεδομένο στοιχείο στο σύμπαν.
• Το μόριο οξυγόνου είναι το πιο κοινό στοιχείο στον φλοιό της γης ως προς τη μάζα του. Η άμμος και τα ορυκτά όπως ο χαλαζίας δημιουργούνται όταν τα μόρια O2 ενώνονται με το πυρίτιο και άλλα άτομα για να σχηματίσουν ενώσεις.
• Στην ατμόσφαιρα, κατατάσσεται ως το δεύτερο πιο διαδεδομένο αέριο. Η συγκέντρωση του οξυγόνου στον αέρα είναι περίπου 21%.
• Το οξυγόνο είναι ένα εξαιρετικά αντιδραστικό αέριο. Συνδυάζεται άψογα με άλλα εξαρτήματα. Τα φυτά και άλλοι υδρόβιοι οργανισμοί το χρησιμοποιούν για να δημιουργήσουν την τροφή τους.
• Επιπλέον, το οξυγόνο αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος των ωκεανών στη γη. Δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου συνθέτουν τη δομή του μορίου του νερού (H2O). Το νερό περιέχει περισσότερα άτομα υδρογόνου, αν και το υδρογόνο έχει μικρότερη μάζα στο νερό. Σχεδόν το 90% της μάζας του νερού αποτελείται από οξυγόνο.
• Δεδομένου ότι τα ανθρώπινα σώματα αποτελούνται από 70% νερό, είναι το πιο διαδεδομένο στοιχείο (κατά μάζα) στο ανθρώπινο σώμα.

Υγρό οξυγόνο και στερεό οξυγόνο

Όταν ένα μόριο οξυγόνου συμπυκνώνεται στους -183°C, μετατρέπεται σε υγρό. Το υγρό οξυγόνο χρησιμοποιείται επίσης ως καύσιμο για πυραύλους. Το οξυγόνο γίνεται στερεό όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από -218,79°C. Το μόριο Ο2 είναι διαφανές και έχει ένα απαλό γαλάζιο χρώμα στην υγρή και στερεή του μορφή.

Ενδιαφέρον γεγονός: Το μοντέλο μορίου οξυγόνου είναι γενικά σε υγρή μορφή σε φυσική κατάσταση. Έχει πολυάριθμες βιομηχανικές και ιατρικές εφαρμογές.

Μόριο O2:Πηγή για τη ζωή!

Η μοριακή μορφή του οξυγόνου, το O2, είναι απαραίτητη για τη ζωή. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρησιμοποιούν οξυγόνο για την κυτταρική αναπνοή, τη διαδικασία μέσω της οποίας τα κύτταρα αποκτούν ενέργεια. Τόσο οι άνθρωποι όσο και τα άλλα χερσαία ζώα εισπνέουν οξυγόνο στους πνεύμονες ως μέρος του αέρα. Το οξυγόνο από τους πνεύμονες πηγαίνει στην κυκλοφορία του αίματος και ρέει σε κάθε κύτταρο του ανθρώπινου σώματος. Τα υδρόβια ζώα χρησιμοποιούν βράγχια για να απορροφήσουν το οξυγόνο που έχει διαλυθεί στο νερό. Ομοίως, τα έντομα χρησιμοποιούν μικρούς εξωτερικούς πόρους που ονομάζονται σπειροειδής, οι οποίοι οδηγούν στο δίκτυο των σωλήνων που είναι γνωστό ως τραχεία.

Τα φυτά χρησιμοποιούν μια μοριακή μορφή οξυγόνου, το μόριο O2, για την κυτταρική αναπνοή. Όταν τα φυτά εκτελούν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, προσλαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και απελευθερώνουν πίσω οξυγόνο. Σε αμυδρά φώτα, ο ρυθμός φωτοσύνθεσης είναι χαμηλότερος από τον ρυθμό αναπνοής. Ενώ βρίσκεται στο φως του ήλιου, η φωτοσύνθεση ξεπερνά την αναπνοή και παράγει περισσότερο οξυγόνο από αυτό που καταναλώνει. Έτσι, η ατμόσφαιρα της ημέρας γεμίζει με επιπλέον οξυγόνο.

Χρήσεις του μορίου οξυγόνου

Οι κύριες χρήσεις του οξυγόνου είναι στην τήξη, τη διύλιση και την παραγωγή χάλυβα και άλλων μετάλλων. Χρησιμοποιείται στην εξόρυξη καθώς και στην κατασκευή και κατασκευή ειδών από γυαλί και πέτρα.

Η ιατρική οξυγονοθεραπεία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αντιμετώπιση χαμηλών επιπέδων οξυγόνου. Η θεραπεία με μόρια οξυγόνου βοηθά στην αύξηση των επιπέδων οξυγόνου στο αίμα και έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα της μείωσης της αντίστασης στη ροή του αίματος στον αδύναμο πνεύμονα, γεγονός που μειώνει το στρες που ασκείται στην καρδιά και τους πνεύμονες.

Η θεραπεία με μόριο οξυγόνου μπορεί επίσης να θεραπεύσει συμφορητική καρδιακή ανεπάρκεια, εμφύσημα, πνευμονία, ορισμένες ιατρικές καταστάσεις που αυξάνουν την πίεση στις πνευμονικές αρτηρίες και οποιαδήποτε ασθένεια που επηρεάζει την ικανότητα του σώματος να απορροφά και να χρησιμοποιεί αέριο οξυγόνο.

Κύση

Αν και το οξυγόνο δεν καίγεται από μόνο του, είναι απαραίτητο στοιχείο για την καύση. Μαζί με τη θερμότητα και το καύσιμο, τα μόρια O2 απαιτούνται επίσης για την καύση. Η θερμότητα που παράγεται από το καύσιμο διατηρεί τη φωτιά. Η φωτιά θα συνεχίσει να καίει μέχρι να βρεθούν εκεί τα μόρια καυσίμου και οξυγόνου. Οι πυροσβεστήρες με βάση το νερό λειτουργούν εξαλείφοντας όλη τη θερμότητα από την περιοχή της πυρκαγιάς. Οι πυροσβεστήρες που χρησιμοποιούν ξηρές χημικές ουσίες και διοξείδιο του άνθρακα καταστέλλουν τις φλόγες διακόπτοντας την παροχή οξυγόνου.

Συμπέρασμα

Το διοξυγόνο είναι μια από τις συχνά εμφανιζόμενες μορφές οξυγόνου. Το οξυγόνο είναι ένα άγευστο, άοσμο και άχρωμο αέριο. Η ζωή δεν μπορεί να υπάρξει χωρίς τη μοριακή μορφή του οξυγόνου. Αν και δεν είναι εύφλεκτο, τα εύφλεκτα στοιχεία μπορούν να καούν ενεργά με τη βοήθειά του. Εκτός από το νέον, το ήλιο, το κρυπτόν και το αργό, αντιδρά με κάθε στοιχείο και παράγει οξείδια με αυτά.

Συχνές ερωτήσεις

Ε) Ποια είναι η μοριακή σύνθεση των μορίων οξυγόνου;

A) Το οξυγόνο είναι ένα μη μεταλλικό στοιχείο που υπάρχει φυσικά ως μόριο. Όταν δύο άτομα οξυγόνου συνδυάζονται, σχηματίζουν ένα μόριο Ο2. Το οξυγόνο βρίσκεται σε αέρια κατάσταση σε θερμοκρασία περιβάλλοντος λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών τήξης και βρασμού του.

Ε) Ποιο είναι το άλλο όνομα για ένα μόριο οξυγόνου;

Α) Τα μόρια Ο2 αναφέρονται επίσης ως διοοξυγόνο. Αυτά είναι μόρια που αποτελούνται από δύο άτομα οξυγόνου που μοιράζονται δύο ζεύγη ηλεκτρονίων. Το διοοξυγόνο είναι το δεύτερο πιο κοινό αέριο που υπάρχει στην ατμόσφαιρα της γης.

Ε) Ποιες είναι οι χρήσεις των μορίων οξυγόνου;

Α) Το οξυγόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο φυσικά όσο και εμπορικά. Το οξυγόνο της στρατόσφαιρας, το όζον, σχηματίζει ένα φράγμα που προστατεύει τα ζωντανά πράγματα από τις υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου. Επιπλέον, είναι το δεύτερο πιο διαδεδομένο αέριο στο περιβάλλον μας και βοηθά στη διάσπαση της γλυκόζης σε κυτταρική ενέργεια για τους οργανισμούς. Οι ερευνητές έχουν επίσης δείξει ότι το υγρό οξυγόνο και το υδρογόνο μπορούν να συνδυαστούν για να δημιουργήσουν καύσιμο πυραύλων. Επιπλέον, το όζον μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απολύμανση του νερού.