MOLEKULAR NA OXYGEN: ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, AY GUMAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang molekular na oxygen o dioxygen , na tinatawag ding diatomic oxygen o gas, ay ang pinaka-karaniwang paraan ng elementarya ay ang elementong ito sa Earth. Ang pormula nito ay O ₂ , na samakatuwid ay isang diatomic at homonuclear molecule, ganap na apolar.

Ang hangin na ating hininga ay binubuo ng halos 21% na oxygen bilang O ₂ molekula . Sa pag-akyat namin, ang mga konsentrasyon ng pagbaba ng gas ng oxygen, at ang pagkakaroon ng osono, O _{3, ay tumataas} . Sinasamantala ng aming katawan ang O _{2 na} mag-oxygen sa mga tisyu nito at magsagawa ng paghinga ng cellular.

Kung walang oxygen na nagpayaman sa ating kapaligiran, ang buhay ay isang hindi matatag na kababalaghan. Pinagmulan: Pixabay.

Ang O ₂ ay may pananagutan din sa pagkakaroon ng apoy: kung wala ito ay halos imposible para doon magkakaroon ng apoy at pagkasunog. Ito ay dahil ang pangunahing pag-aari nito ay ang pagiging isang malakas na ahente ng oxidizing, pagkakaroon ng mga electron o pagbabawas ng sarili sa isang molekula ng tubig, o sa mga oxygen na anion, O ^2- .

Ang Molekular na oxygen ay mahalaga para sa hindi mabilang na mga aerobic na proseso, pagkakaroon ng mga aplikasyon sa metalurhiya, gamot, at paggamot ng wastewater. Ang gas na ito ay halos magkasingkahulugan ng init, paghinga, oksihenasyon at, sa kabilang banda, na may nagyeyelong temperatura kapag nasa likidong estado ito.

Istraktura ng molekulang oxygen

Molekular na istraktura ng gas na gas. Pinagmulan: Benjah-bmm27 sa pamamagitan ng Wikipedia.

Sa itaas na imahe mayroon kaming molekular na istraktura ng gas na oxygen na kinakatawan ng iba't ibang mga modelo. Ang huling dalawa ay nagpapakita ng mga katangian ng covalent bond na humahawak ng mga atomo ng oxygen: isang dobleng bono O = O, kung saan nakumpleto ng bawat oxygen na atom ang valence octet.

Ang molekulang O ₂ ay linear, homonuklear, at simetriko. Ang dobleng bono nito ay may haba na 121 pm. Ang maikling distansya na ito ay nangangahulugan na ang ilang malaking enerhiya (498 kJ / mol) ay kinakailangan upang masira ang O = O bond, at samakatuwid ito ay isang medyo matatag na molekula.

Kung hindi, ang oxygen sa kalangitan ay magiging ganap na masiraan ng loob sa paglipas ng panahon, o ang hangin ay mahuli ng apoy na wala kahit saan.

Ari-arian

Pisikal na hitsura

Ang Molekular na oxygen ay isang walang kulay, walang lasa at walang amoy na gas, ngunit kapag pinamamahalaan at pinapagpagpapula, nakakakuha ito ng mga mala-bughaw na tono.

Mass ng Molar

32 g / mol (bilugan na halaga)

Temperatura ng pagkatunaw

-218 ºC

Punto ng pag-kulo

-183

Solubility

Ang Molekular na oxygen ay hindi maganda natutunaw sa tubig, ngunit sapat upang suportahan ang mga fauna sa dagat. Kung ang iyong solubility ay mas mataas, mas malamang kang mamatay mula sa pagkalunod. Sa kabilang banda, ang solubility nito ay mas mataas sa mga nonpolar na langis at likido, na mabagal na mag-oxidize sa kanila at sa gayon ay nakakaapekto sa kanilang mga orihinal na katangian.

Mga estado ng enerhiya

Ang molekular na oxygen ay isang sangkap na hindi maaaring ganap na inilarawan ng teorya ng valence bond (VTE).

Ang elektronikong pagsasaayos ng oxygen ay ang mga sumusunod:

2s² 2p⁴

Mayroon itong isang pares ng mga hindi bayad na elektron (O :). Kapag nagkita ang dalawang atomo ng oxygen, nagbubuklod sila upang makabuo ng isang O = O dobleng bono, na parehong nakumpleto ang valence octet.

Samakatuwid, ang molekulang O ₂ ay dapat na diamagnetic, kasama ang lahat ng mga electron na ipinares. Gayunpaman, ito ay isang molekulang paramagnetic, at ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng diagram ng mga molekular na molekula:

Molekular na orbital diagram para sa oxygen gas. Pinagmulan: Anthony.Sebastian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Kaya, ang teolohikal na orbital teorya (TOM) pinakamahusay na naglalarawan sa O ₂ . Ang dalawang hindi bayad na mga elektron ay matatagpuan sa mas mataas na enerhiya na molec ^* molekular na orbit , at bigyan ang oxygen na paramagnetic character.

Sa katunayan, ang masiglang estado na ito ay tumutugma sa triplet oxygen, ³ O ₂ , ang pinakaprominente sa lahat. Ang iba pang estado ng enerhiya ng oxygen, hindi gaanong sagana sa Earth, ay singlet, ¹ O ₂ .

Mga Pagbabago

Ang molekular na oxygen ay medyo matatag hangga't hindi ito nakikipag-ugnay sa anumang sangkap na madaling kapitan ng oksihenasyon, mas kaunti kung walang malapit na mapagkukunan ng matinding init, tulad ng isang spark. Ito ay dahil ang O ₂ ay may mataas na pagkahilig upang mabawasan ang sarili, makakuha ng mga electron mula sa iba pang mga atom o molekula.

Kapag nabawasan, magagawang magtatag ng isang malawak na spectrum ng mga link at mga hugis. Kung ito ay bumubuo ng mga covalent bond, gagawin ito sa mga atom na hindi gaanong electronegative kaysa sa sarili nito, kabilang ang hydrogen, upang mapataas ang tubig, HOH. Maaari rin itong sangkad ng carbon, upang magmula ng mga bono ng CO at iba't ibang uri ng mga oxygen na organikong molekula (eter, ketones, aldehydes, atbp.).

Ang O _{2 ay} maaari ring makakuha ng mga electron upang magbago sa peroxide at superoxide anion, O ₂ ^2- at O ₂ ^- , ayon sa pagkakabanggit. Kapag ito ay na-convert sa peroxide sa loob ng katawan, ang hydrogen peroxide, H ₂ O ₂ , HOOH, ay nakuha, isang mapanganib na tambalan na pinoproseso ng pagkilos ng mga tiyak na enzymes (peroxidases at catalases).

Sa kabilang banda, at hindi gaanong mahalaga, ang O _{2 ay} tumugon sa hindi bagay na bagay upang maging oxion anion, O ^2- , na bumubuo ng isang walang katapusang listahan ng mga mineralogical na masa na nagpapalap ng crust at mantle ng lupa.

Aplikasyon

Ang welding at pagkasunog

Ang oksiheno ay ginagamit upang magsunog ng acetylene at magbigay ng sobrang init na siga na mahalaga sa hinang. Pinagmulan: Sheila / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)

Ang oksiheno ay ginagamit upang maisagawa ang reaksyon ng pagkasunog, kung saan ang isang sangkap ay exothermically oxidized, na nagbibigay ng apoy. Ang apoy at temperatura nito ay nag-iiba depende sa sangkap na nasusunog. Kaya, ang mga sobrang apoy, tulad ng acetylene (sa itaas), ay maaaring makuha kung saan ang mga metal at haluang metal ay hinangin.

Kung hindi para sa oxygen, ang mga gasolina ay hindi maaaring magsunog at magbigay ng lahat ng kanilang caloric energy, na ginamit upang maglunsad ng mga rocket, o upang magsimula ng mga kotse.

Ahente ng pag-oxidizing sa berdeng kimika

Salamat sa gas na ito, isang libu-libong mga organikong organikong at hindi organikong synthesized o industriyenteng ginawa. Ang mga reaksyon na ito ay batay sa lakas ng pag-oxidizing ng molekular na oxygen, na maging isa sa mga pinaka-mabubuhay na reagents sa berdeng kimika para sa pagkuha ng mga produktong parmasyutiko.

Mga tinulungan na paghinga at paggamot ng wastewater

Mahalaga ang oksiheno upang matugunan ang hininga sa paghinga sa mga pasyente na may malubhang kalagayan sa kalusugan, sa mga magkakaibang kapag bumababa sa mababaw na kalaliman, at sa mga pag-akyat ng bundok, na kung saan ang taas ng konsentrasyon ng oxygen ay kapansin-pansing nabawasan.

Gayundin, "feed" ng oxygen ang aerobic bacteria, na tumutulong na masira ang mga natitirang pollute mula sa dumi sa alkantarilya, o makakatulong sa paghinga ng isda, sa may tubig na kultura para sa proteksyon o kalakalan.

Mga Sanggunian

1. Shiver & Atkins. (2008). Diorganikong kimika. (ika-apat na edisyon). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2020). Mga allotropes ng oxygen. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org
3. Hone, CA, Kappe, CO (2019). Ang Paggamit ng Molecular Oxygen para sa Liquid Phase Aerobic Oxidations sa Patuloy na Daloy. Nangungunang Curr Chem (Z) 377, 2. doi.org/10.1007/s41061-018-0226-z
4. Kevin Beck. (Enero 28, 2020). 10 Gumagamit para sa Oxygen. Nabawi mula sa: sciencing.com
5. Cliffsnotes. (2020). Biochemistry I: Ang Chemistry ng Molecular Oxygen. Nabawi mula sa: cliffsnotes.com
6. Kagamitan sa Pang-industriya ng GZ. (2020). Mga pakinabang ng pang-industriya ng gas na Oxygen. Nabawi mula sa: gz-supplies.com