Molekylær oksygenstruktur, egenskaper, bruker

Han Molekylært oksygen enten Dioksygen, Også kalt diatomisk eller gassformig oksygen, det er den vanligste elementære formen der dette elementet finnes på planeten Jorden. Formelen er eller₂, derfor å være et diatomisk og homonukleær molekyl, helt apolar.

Luften vi puster er sammensatt av omtrent 21% oksygen som molekyler eller₂. Jo mer vi stiger opp, konsentrasjonene av oksygen for gass, og øker tilstedeværelsen av ozon, eller₃. Kroppen vår drar nytte av O₂ For å oksygenere vevene dine og utføre cellulær pust.

Uten oksygenberiking ville atmosfærelivet være et uholdbart fenomen. Kilde: Pixabay.

O₂ Han er også ansvarlig for eksistensen av brann: uten ham ville det være nesten umulig å ha branner og forbrenninger. Dette er fordi hovedegenskapen er å være et kraftig oksidasjonsmiddel, vinne elektroner eller redusere et vannmolekyl, eller i oksidanioner, eller^2-.

Molekylært oksygen er viktig for utallige aerobe prosesser, og har anvendelser innen metallurgi, medisin og avløpsbehandling. Denne gassen er praktisk talt synonymt med varme, pust, oksidasjon og derimot av frosne temperaturer når den har i sin flytende tilstand.

[TOC]

Molekylær oksygenstruktur

Gassformig oksygenmolekylstruktur. Kilde: Benjah-BMM27 via Wikipedia.

I det øvre bildet har vi molekylstrukturen i gassformig oksygen representert med flere modeller. I løpet av de to siste er egenskapene til den kovalente bindingen som holder oksygenatomene bevist: en dobbeltbinding o = o, der hvert oksygenatom fullfører sin oktett av Valencia.

Kan tjene deg: Diasteromers

Molekylet eller₂ Det er lineært, homonukleær og symmetrisk. Dobbeltbindingen har en lengde på 121 pm. Denne korte avstanden gjør en viss betydelig energi som kreves (498 kJ/mol) for å bryte koblingen O = O, og er derfor et relativt stabilt molekyl.

I så fall ville oksygenet i atmosfæren ha fullstendig forringet over tid, eller luften ville ta fyr på ingenting.

Egenskaper

Fysisk utseende

Molekylært oksygen er en fargeløs, smakløs og luktfri gass, men når kondensering og krystallisering skaffer seg blålige toner.

Molmasse

32 g/mol (avrundet verdi)

Smeltepunkt

-218 ºC

Kokepunkt

-183

Løselighet

Molekylært oksygen er ikke veldig løselig i vann, men nok til å støtte marin fauna. Hvis løseligheten din var større, ville det være mindre sannsynlig å dø av drukning. På den annen side er løseligheten mye større i oljer og apolære væsker, og kan sakte oksidere dem og dermed påvirke deres opprinnelige egenskaper.

Energilater

Molekylært oksygen er et stoff som ikke kan beskrives av Valencia Link Theory (TEV). 

Den elektroniske oksygenkonfigurasjonen er som følger:

[Han] 2S² 2P⁴

Den har et par manglende elektroner (eller :). Når to oksygenatomer blir funnet, er de koblet til å danne en dobbeltbinding o = o, og fullfører begge oktetten av Valencia.

Derfor molekylet eller₂ Det skal være diamagnetisk, med alle sammenkoblede elektroner. Imidlertid er det et paramagnetisk molekyl, og dette forklares med diagrammet til dets molekylære orbitaler:

Molekylært orbitaldiagram for gassoksygen. Kilde: Anthony.Sebastian/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)

Dermed beskriver den molekylære orbitalteorien (TOM) bedre eller₂. De to manglende elektronene er lokalisert i molekylære orbitaler π^*, av større energi, og gi oksygen med sin paramagnetiske karakter.

Kan tjene deg: metylamin: struktur, egenskaper, produksjon, bruk

Faktisk tilsvarer denne energitilstanden triplet oksygen, ³ENTEN₂, Den mest dominerende av alle. Den andre energitilstanden av oksygen, mindre rik på jorden, er singelen, ¹ENTEN₂.

Transformasjoner

Molekylært oksygen er betydelig stabilt så lenge det ikke er i kontakt med noe stoff som er mottakelig for oksiderende, mye mindre hvis det ikke er noen nær kilde til intens varme, som en gnist. Dette er fordi o₂ Det har en høy tendens til å redusere, få elektroner fra andre atomer eller molekyler.

Når den er redusert, er den i stand til å etablere et bredt spekter av lenker og former. Hvis det danner kovalente bindinger, vil den gjøre det med mindre elektronegative atomer enn ham, inkludert hydrogen, for å stamme vann, H-O-H. Det kan også være karbonunivers, for å forårsake C-O-bindinger og flere typer oksygenerte organiske molekyler (Éteres, ketoner, aldehyder, etc.).

O₂ Du kan også få elektroner for å transformere i peroksider og superoksider, eller₂^2- Jeg₂^-, henholdsvis. Når det blir peroksyd i organismen, oppnås hydrogenperoksyd, h₂ENTEN₂, H-O-O-H, en skadelig forbindelse som behandles ved virkning av spesifikke enzymer (peroksidaser og katalas).

På den annen side, og ikke minst, o₂ reagerer med uorganisk materiale for å bli oksidanion, eller^2-, Å komponere en uendelig liste over mineralogiske masser som svulmer barken og landmantelen.

applikasjoner

Sveiser og forbrenning

Oksygen brukes til forbrenning acetylen og skyter en flamme av intens varme som er verdifull i sveiser. Kilde: Sheila/CC av (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/2.0)

Oksygen brukes til å utføre forbrenningsreaksjonen, hvor et stoff eksotermisk gir av ild. Denne brannen og temperaturen varierer avhengig av stoffet som brenner. Dermed kan veldig varme flammer oppnås, for eksempel acetylen (over), som metaller og legeringer sveises.

Kan tjene deg: entalpi

Hvis ikke for oksygen, kunne ikke brensel brenne og gi all sin kalorienergi, pleide å ta av raketter, eller for å starte biler.

Oksidantmiddel i grønn kjemi

Takket være denne gassen blir en uendelig organiske og uorganiske oksider syntetisert eller industrielt produsert. Disse reaksjonene er basert på oksidasjonskraften til molekylært oksygen, og er også et av de mest levedyktige reagensene i grønn kjemi for å oppnå farmasøytiske produkter.

Assistert pust og avløpsbehandling

Oksygen er avgjørende for å imøtekomme luftveis etterspørsel hos pasienter med alvorlige helsetilstander, hos dykkere når de kommer ned på lave dyp, og i fjellklatrere, i hvis høyder oksygenkonsentrasjonen ser dramatisk ut redusert.

På samme måte fôrer oksygenet "aerobe bakterier, som hjelper til med å forringe forurensende avfall fra avløpsvann, eller hjelper til med å puste fisk, i vandige avlinger for beskyttelse eller handel.

Referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Allotroper av oksygen. Hentet fra: i.Wikipedia.org
3. Hone, c.TIL., Kappe, c.ENTEN. (2019). Bruken av molekylær oksygen for væskefase aerobe oksidasjoner i kontinuerlig strømning. Top Curr Chem (z)377, 2. gjør jeg.org/10.1007/S41061-018-0226-Z
4. Kevin Beck. (28. januar 2020). 10 bruksområder for oksygen. Gjenopprettet fra: Scienting.com
5. Cliffsnotes. (2020). Biokjemi I: Kjemien til molekylært oksygen. Gjenopprettet fra: Cliffsnoter.com
6. GZ industrielle forsyninger. (2020). Industrielle fordeler med oksygengass. Hentet fra: GZ-Supplies.com