Aynı türdeki atomlar farklı maddelerin parçası olabilir. "O" sembolü ile gösterilen element için (Latince adı Oxygenium'dan), doğada yaygın olan iki basit madde bilinmektedir. Birinin formülü O2, ikincisi O3. Bunlar oksijenin allotropik modifikasyonlarıdır (allotroplar). Daha az kararlı olan başka bileşikler de vardır (O4 ve O8). Moleküllerin ve maddelerin özelliklerinin karşılaştırılması, bu formlar arasındaki farkı anlamaya yardımcı olacaktır.
Alotropik modifikasyonlar nelerdir?
Birçok kimyasal element iki, üç veya daha fazla biçimde bulunabilir. Bu modifikasyonların her biri aynı tip atomlardan oluşur. 1841'de bilim adamı J. Berzellius, böyle bir fenomeni allotropi olarak adlandıran ilk kişiydi. Açık düzenlilik başlangıçta yalnızca moleküler yapıdaki maddeleri karakterize etmek için kullanıldı. Örneğin, atomları moleküller oluşturan oksijenin iki allotropik modifikasyonu bilinmektedir. Daha sonra araştırmacılar, modifikasyonların kristaller arasında olabileceğini buldular. Modern kavramlara göre, allotropi, polimorfizm durumlarından biridir. Formlar arasındaki farklılıklar mekanizmalardan kaynaklanır. Moleküllerde ve kristallerde kimyasal bağ oluşumu. Bu özellik, esas olarak, periyodik tablonun 13-16 gruplarının elemanları ile kendini gösterir.
Farklı atom kombinasyonları maddenin özelliklerini nasıl etkiler?
Oksijen ve ozonun allotropik modifikasyonları, atom numarası 8 ve aynı sayıda elektrona sahip elementin atomları tarafından oluşturulur. Ancak yapıları farklıdır, bu da özelliklerde önemli bir tutarsızlığa neden olur.
| İşaretler | Oksijen | Ozon |
| Molekülün bileşimi | 2 oksijen atomu | 3 oksijen atomu |
| Bina |
|
|
| Toplam durumu ve rengi | Renksiz şeffaf gaz veya uçuk mavi sıvı | Mavi gaz, mavi sıvı, koyu mor katı |
| Koku | Eksik | Bir fırtınayı andıran keskin, taze biçilmiş saman |
| Erime noktası (°C) | -219 | -193 |
| Kaynama noktası (°C) | -183 | -112 |
|
Yoğunluk (g/l) |
1, 4 | 2, 1 |
| Suda çözünürlük | Hafifçe çözülür | Oksijenden daha iyi |
| Reaktivite | Normal koşullar altındakararlı | Oksijen oluşturmak için kolayca ayrışır |
Karşılaştırma sonuçlarına dayanan sonuçlar: oksijenin allotropik modifikasyonları kalitatif bileşimlerinde farklılık göstermez. Bir molekülün yapısı, maddelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine yansır.
Doğadaki oksijen ve ozon miktarları aynı mıdır?
Atmosferde, hidrosferde, yerkabuğunda ve canlı organizmalarda bulunan formülü O2 olan madde. Atmosferin yaklaşık %20'si iki atomlu oksijen moleküllerinden oluşur. Stratosferde, dünya yüzeyinden yaklaşık 12-50 km yükseklikte "ozon perdesi" adı verilen bir katman vardır. Bileşimi O3 formülüyle yansıtılır. Ozon, güneşin kırmızı ve ultraviyole spektrumunun tehlikeli ışınlarını yoğun bir şekilde emerek gezegenimizi korur. Bir maddenin konsantrasyonu sürekli değişiyor ve ortalama değeri düşük - %0,001. Bu nedenle, O2 ve O3, doğada önemli dağılım farklılıkları olan allotropik oksijen modifikasyonlarıdır.
Oksijen ve ozon nasıl elde edilir?
Moleküler oksijen dünyadaki en önemli basit maddedir. Fotosentez sırasında ışıkta bitkilerin yeşil kısımlarında oluşur. Doğal veya yapay kaynaklı elektrik boşalmaları ile iki atomlu oksijen molekülü ayrışır. İşlemin başladığı sıcaklık yaklaşık 2000 °C'dir. Ortaya çıkan radikallerin bazıları tekrar birleşerek oksijeni oluşturur. Bazı aktif parçacıklar iki atomlu moleküllerle reaksiyona girer.oksijen. Bu reaksiyon, serbest oksijen radikalleriyle de reaksiyona giren ozon üretir. Bu, iki atomlu moleküller oluşturur. Reaksiyonların tersine çevrilebilirliği, atmosferik ozon konsantrasyonunun sürekli değişmesine yol açar. Stratosferde, O3 moleküllerinden oluşan bir tabakanın oluşumu, Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyonla ilişkilidir. Bu koruyucu kalkan olmadan, tehlikeli ışınlar Dünya'nın yüzeyine ulaşabilir ve tüm yaşam formlarını yok edebilir.
Oksijen ve kükürtün allotropik modifikasyonları
O (Oksijenyum) ve S (Kükürt) kimyasal elementleri periyodik tablonun aynı grubunda yer alır, allotropik formların oluşumu ile karakterize edilirler. Normal koşullar altında farklı sayıda kükürt atomuna (2, 4, 6, 8) sahip moleküllerden en kararlı olanı, bir taç şeklinde bir tacı andıran S8'dir. Rombik ve monoklinik kükürt, bu tür 8 atomlu moleküllerden oluşur.
119 °C sıcaklıkta, sarı monoklinik form, plastik bir modifikasyon olan kahverengi bir yapışkan kütle oluşturur. Kükürt ve oksijenin allotropik modifikasyonlarının incelenmesi, teorik kimya ve pratik faaliyetlerde büyük önem taşır.
Endüstriyel ölçekte, çeşitli formların oksitleyici özellikleri kullanılır. Ozon, havayı ve suyu dezenfekte etmek için kullanılır. Ancak 0.16 mg/m3'ün üzerindeki konsantrasyonlarda bu gaz insanlar ve hayvanlar için tehlikelidir. Moleküler oksijen nefes almak için gereklidir ve endüstride ve tıpta kullanılır. Karbon allotropları ekonomik aktivitede önemli bir rol oynamaktadır.(elmas, grafit), fosfor (beyaz, kırmızı) ve diğer kimyasal elementler.
