Кислород

Кислород – самый распространенный элемент на Земле. Атом кислорода имеет электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁴. До завершения внешнего энергетического уровня ему не хватает двух электронов. Он легко их присоединяет и поэтому является сильным окислителем, уступая только фтору. В сложных веществах имеет обычно степень окисления -2. Процессы окисления многих веществ кислородом сопровождаются выделением большого количества тепла и света. Эти реакции называются горением.

1. Кислород окисляет практически все металлы, кроме золота и платины. При этом в основном образуются оксиды металлов, а в случае активных щелочных металлов – пероксиды, в которых атомы кислорода имеют степень окисления -1.

2Cu + O₂ = 2CuO 4Al + O₂ = 2Al₂O₃

2Na + O₂ = Na₂O₂ (пероксид натрия) (Na - O - O - Na)

2. Кислород энергично окисляет многие неметаллы:

С + О₂ = СО₂ S + O₂ = SO₂ 4P + 5O₂ = 2P₂O₅

3. Горение сложных веществ в избытке кислорода сопровождается образованием оксидов элементов, входящих в состав сложного вещества:

2H₂S + 3O₂ = 2H₂O + 2SO₂ CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O

C₂H₅OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O

Исключение составляют азотсодержащие вещества, при горении которых образуются молекулярный азот и оксиды других элементов:

4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6H₂O 2CH₃NH₂ + 4,5O₂ = N₂ + 2CO₂ + 5H₂O

Кислород образует две аллотропные модификации: О₂ – молекулярный (обычный) кислород и О₃ – озон. В верхних слоях атмосферы (20-30 км) находится озоновый слой, который защищает Землю от жесткого УФ-излучения, поскольку озон, поглощая его, разлагается:

О₃ + hν → О₂ + О

По химической активности кислород и озон резко различаются. Озон – настолько сильный окислитель, что реагирует со многими веществами в таких условиях, когда кислород на них не действует. Эта особенность озона объясняет его высокую токсичность и позволяет использовать его для очистки воды от микробов и бактерий.