Фізичні та хімічні властивості кисню
Кисень - елемент другого періоду VIA групи Періодичної системи хімічних елементів Д.І. Менделєєва, з атомним номером 8. Символ - О.
Атомна маса - 16 а.е.м. Молекула кисню двоатомних і має формулу - О2
Кисень належить до сімейства p-елементів. Електронна конфігурація атома кисню 1s 2 2s 2 2p 4. У своїх з'єднаннях кисень здатний виявляти кілька ступенів окислення: «-2», «-1» (в пероксид), «+2» (F2 O). Для кисню характерно прояв явища аллотропии - існування у вигляді декількох простих речовин - аллотропних модифікацій. Алотропні модифікації кисню - кисень O2 і озон O3.
Хімічні властивості кисню
Кисень є сильним окислювачем, тому що для завершення зовнішнього електронного рівня йому не вистачає всього 2-х електронів, і він легко їх приєднує. За хімічної активності кисень поступається тільки фтору. Кисень утворює сполуки з усіма елементами крім гелію, неону і аргону. Безпосередньо кисень неї вступає в реакції взаємодії з галогенами, сріблом, золотом і платиною (їх сполуки отримують непрямим шляхом). Майже всі реакції за участю кисню - екзотермічні. Характерна особливість багатьох реакцій з'єднання з киснем - виділення великої кількості тепла й світла. Такі процеси називають горінням.
Взаємодія кисню з металами. З лужними металами (крім літію) кисень утворює пероксиди або надпероксида, з іншими - оксиди. наприклад:
Взаємодія кисню з неметалами. Взаємодія кисню з неметалами протікає при нагріванні; всі реакції екзотермічни, за винятком взаємодії з азотом (реакція ендотермічна, відбувається при 3000С в електричній дузі, в природі - при грозовому розряді). наприклад:
Взаємодія зі складними неорганічними речовинами. При горінні складних речовин в надлишку кисню утворюються оксиди відповідних елементів:
2H2 S + 3O2 = 2SO2 ↑ + 2H2 O (t);
4NH3 + 3O2 = 2N2 ↑ + 6H2 O (t);
4NH3 + 5O2 = 4NO ↑ + 6H2 O (t, kat);
2PH3 + 4O2 = 2H3 PO4 (t);
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2 O3 +8 SO2 ↑ (t).
Кисень здатний окислювати оксиди і гідроксиди до з'єднань з більш високим ступенем окислення:
2CO + O2 = 2CO2 (t);
2SO2 + O2 = 2SO3 (t, V2 O5);
4FeO + O2 = 2Fe2 O3 (t).
Взаємодія зі складними органічними речовинами. Практично всі органічні речовини горять, окислюючись киснем повітря до вуглекислого газу і води:
Крім реакцій горіння (повне окислення) можливі також реакції неповного або каталітичного окислення, в цьому випадку продуктами реакції можуть бути спирти, альдегіди, кетони, карбонові кислоти і інші речовини:
Окислення вуглеводів, білків і жирів служить джерелом енергії в живому організмі.
Фізичні властивості кисню
У вільному стані кисень є газ без кольору, смаку і запаху, погано розчинний у воді (в 100 л води при 20С розчиняється 3 л кисню. Рідкий кисень блакитного кольору, має парамагнітні властивості (втягується в магнітне поле).
отримання кисню
Розрізняють промислові та лабораторні способи отримання кисню. Так, в промисловості кисень одержують перегонкою рідкого повітря, а до основним лабораторним способам отримання кисню відносять реакції термічного розкладання складних речовин: