Строение
Это не диаграмма из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование химических связей.
Измеренные значения
Каждый столбец показывает положение кислород среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные веса IUPAC 2021 года · Справочник CRC по химии и физике · NIST. Значения, отмеченные символом ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Радиус 60 pm — это 0,06 нм, поэтому около 8,33 миллионов таких атомов, расположенных бок о бок, протянулись бы на миллиметр.
Тепловой диапазон
Кислород находится в жидком состоянии в диапазоне 36 K — от 54 K до 90 K.
История
Кислород — третий по распространённости элемент во Вселенной и самый распространённый элемент в земной коре; на его долю приходится около 21% нашей атмосферы и почти 50% массы планеты. Этот высокореакционноспособный, бесцветный и не имеющий запаха газ абсолютно необходим большинству форм жизни на Земле благодаря процессу клеточного дыхания.
Кислород был независимо открыт Carl Wilhelm Scheele и Joseph Priestley в 1770-х годах и произвёл революцию в понимании горения и дыхания. Его название, образованное от греческих слов «oxys» (кислота) и «genes» (образующий), отражает ошибочное убеждение Antoine Lavoisier, что все кислоты содержат кислород.
Интересный факт: Кислород, которым мы дышим сегодня, в значительной степени был произведён древними цианобактериями в процессе фотосинтеза на протяжении миллиардов лет, что коренным образом изменило атмосферу Земли и сделало возможной эволюцию сложных форм жизни.Кислород существует в нескольких аллотропных формах: диоксиген (O₂) — форма, которой мы дышим, а озон (O₃) образует защитный слой в нашей стратосфере. В промышленности кислород поддерживает процессы горения и производство стали, а также служит окислителем в бесчисленных химических реакциях.
От воды, которую мы пьём (H₂O), до минералов в земной коре — кислород образует соединения практически со всеми другими элементами, что делает его основополагающим для химии, биологии и геологии. Его уникальная электронная конфигурация обусловливает характерную реакционную способность кислорода и его способность образовывать двойные связи, важные для органической химии и процессов жизнедеятельности.
Применение
Крупнейшая область промышленного применения кислорода — производство стали, где он значительно повышает эффективность и качество:
Кислород служит важным окислителем во множестве промышленных процессов:
Кислород произвёл революцию в производстве бумаги благодаря экологически безопасному отбеливанию:
Технологии на основе кислорода очищают воду и снижают загрязнение:
Жидкое кислородное топливо (LOX) — наиболее широко используемый окислитель для ракет:
Сжигание топлива в кислороде повышает эффективность и качество производства стекла:
Откуда он происходит
461000 мг/кг земной коры · более распространён, чем 100% элементов
Кислород — третий по распространённости элемент во Вселенной, составляющий примерно 1% всех атомов. В основном он образуется в результате звёздного нуклеосинтеза в массивных звёздах:
Кислород в нашей Солнечной системе сформировался примерно 4,6 миллиарда лет назад в результате гравитационного коллапса богатого кислородом молекулярного облака.
Атмосфера Земли содержит 20.946% кислорода по объёму, что делает его вторым по распространённости атмосферным газом после азота. Этот огромный резервуар содержит примерно 1.2 × 10¹⁵ тонн кислорода.
Удивительный факт: практически весь атмосферный кислород имеет биогенное происхождение — он произведён фотосинтезирующими организмами за миллиарды лет. Великое окислительное событие 2.4 миллиарда лет назад коренным образом изменило атмосферу Земли.Круговорот атмосферного кислорода включает постоянный обмен между:
Кислород преобладает в земной коре, составляя примерно 46.1% по массе, что делает его самым распространённым элементом в твёрдой Земле. К основным кислородсодержащим минералам относятся:
Вода (H₂O) содержит 88.8% кислорода по массе, поэтому гидросфера Земли является огромным резервуаром кислорода:
Водные экосистемы зависят от уровня растворённого кислорода (DO):
Фотосинтезирующие организмы являются конечным источником кислорода на Земле:
Кислород встречается по всей Солнечной системе и Вселенной:
Обращение
Роль кислорода в горении создаёт серьёзные риски для безопасности:
Меры безопасности при работе со сжатым кислородом:
При подаче кислорода в медицинских учреждениях требуется тщательный контроль:
Стандарты OSHA и нормативные требования к кислороду на рабочем месте:
Жидкое кислород (LOX) при -183°C представляет дополнительную опасность:
Действия при происшествиях, связанных с кислородом:
Воздействие на окружающую среду и обращение с отходами:
Требования DOT к транспортировке кислорода:
Краткие ответы
Кислород (символ O) — элемент 8 в периодической таблице, представитель семейства неметалл в 2 периоде, 16 группе. Элемент, который окисляет железо, сжигает топливо и поддерживает в вас жизнь, — и самый распространённый элемент в земной коре. При комнатной температуре это газ.
[He] 2s² 2p⁴; она включает 2 занятые электронные оболочки с распределением 2, 6. На внешней оболочке находится 6 электронов, что определяет характер химических связей.Кислород плавится при 54.4 K (-218.8 °C) и кипит при 90.2 K (-182.9 °C).
Стандартная атомная масса Кислород составляет 15.999 u. Это средневзвешенное значение для его природных изотопов, поэтому оно редко бывает целым числом.
Кислород при комнатной температуре — газ; его плотность при 0 °C и давлении 1 атм составляет около 1.429 г/л — он примерно тяжелее воздуха.
Электроотрицательность Кислород по шкале Полинга составляет 3.44. Шкала простирается от 0,70 (франций, наименее склонный притягивать электроны) до 3,98 (фтор, наиболее склонный). Такое высокое значение означает, что он стремится оттягивать электроны почти у любого атома, с которым образует связь.
Кислород был открыт в 1774 году Joseph Priestley and Carl Wilhelm Scheele. Назван в честь греческие oxys + genes, «образующий кислоту».
На долю Кислород приходится около 46.1% земной коры — это один из самых распространённых элементов.