Строение
Это не схема 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 связей.
Измеренные значения
Каждая полоса показывает, какое место кислород занимает среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные массы IUPAC 2021 года · Справочник химии и физики CRC · NIST. Значения, отмеченные ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Radius 60 pm — that is 0.06 nm, so about 8333 million of them side by side would span a millimetre.
Тепловой диапазон
Кислород is liquid over a 36 K window, from 54 K to 90 K.
История
Кислород — третий по распространённости элемент во Вселенной и самый распространённый элемент земной коры: он составляет о проекте 21% нашей атмосферы и почти 50% массы планеты. Этот чрезвычайно реакционноспособный, бесцветный и не имеющий запаха газ абсолютно необходим большинству форм жизни на Земле благодаря процессу клеточного дыхания.
Открытый независимо друг от друга Carl Wilhelm Scheele и Joseph Priestley в 1770-х годах, кислород произвёл революцию в понимании горения и дыхания. Его название, происходящее 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 посредством фотосинтеза на протяжении миллиардов лет, что коренным образом изменило атмосферу Земли и позволило эволюционировать сложным формам жизни.Кислород существует в нескольких аллотропных формах: диоксиген (O₂) — форма, которой мы дышим, а озон (O₃) образует защитный слой в 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 земной коры — кислород образует соединения практически со всеми другими элементами, что делает его основополагающим для химии, биологии и геологии. Его уникальная электронная конфигурация обусловливает характерную реакционноспособность кислорода и его способность образовывать двойные связи, крайне важные для органической химии и процессов жизнедеятельности.
Применение
Крупнейшая область промышленного применения кислорода — производство стали, где он значительно повышает эффективность и качество:
Кислород служит важнейшим окислителем во многих промышленных процессах:
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 берётся
461000 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 100% of elements
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 газообразного 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. Основные кислородсодержащие минералы включают:
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:
Подача кислорода в медицинских учреждениях требует тщательного контроля:
Стандарты OSHA и нормативные требования к содержанию кислорода на рабочем месте:
Жидкое кислород (LOX) при -183°C представляет дополнительные опасности:
Порядок действий при инцидентах с кислородом:
Воздействие на окружающую среду и обращение с отходами:
Требования DOT к транспортировке кислорода:
Краткие ответы
Кислород (symbol O) is element 8 on the periodic table, a неметалл in period 2, group 16. The element that rusts iron, burns fuel and keeps you alive — and the most abundant element in the Earth's crust. At room temperature it is a gas.
[He] 2s² 2p⁴, giving 2 occupied shells holding 2, 6 electrons respectively. Its outer shell holds 6 electrons, which is what sets its bonding behaviour.Кислород melts at 54.4 K (-218.8 °C) and boils at 90.2 K (-182.9 °C).
The standard atomic weight of Кислород is 15.999 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Кислород is a gas at room temperature; its density is about 1.429 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly heavier than air.
Кислород has a Pauling electronegativity of 3.44. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this high means it tends to pull electrons away from almost anything it bonds with.
Кислород was discovered in 1774 by Joseph Priestley and Carl Wilhelm Scheele. It is named after greek oxys + genes, "acid-former".
Кислород makes up about 46.1% of the Earth's crust — one of the most abundant elements there is.