Строение атома кислорода и схема электронной оболочки элемента

Строение атома кислорода и схема электронной оболочки элемента Кислород

Аллотропия и аллотропные модификации кислорода

Кислород может существовать в виде двух аллотропных модификаций – кислорода О2 и озона О3 (физические свойства кислорода описаны выше).

При обычных условиях озон – газ. От кислорода его можно отделить сильным охлаждением; озон конденсируется в синюю жидкость, кипящую при (-111,9oС).

Растворимость озона в воде значительно больше, чем кислорода: 100 объемов воды при 0oС растворяют 49 объемов озона.

Образование озона из кислорода можно выразить уравнением:

3O2 = 2O3 – 285 кДж.

Атом и молекула кислорода. формула кислорода. строение кислорода:

Кислород – химический элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с обозначением О и атомным номером 8. Расположен в 16-й группе (по старой классификации — главной подгруппе шестой группы), втором периоде периодической системы.

Кислород самый лёгкий элемент периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева из группы халькогенов.

Кислород – химически активный неметалл.

Кислород обозначается символом О.

Как простое вещество кислород (химическая формула O2) при нормальных условиях представляет собой двухатомный газ без цвета, вкуса и запаха. В жидком состоянии кислород имеет светло-голубой цвет, а в твёрдом – представляет собой кристаллы светло-синего цвета.

Молекула кислорода двухатомна. Также встречается аллотропная модификация кислорода – озон, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода.

Химическая формула кислорода O2 (или O3 – озон).

Электронная конфигурация атома кислорода 1s2 2s2 2p4. Потенциал ионизации (первый электрон) атома кислорода равен 1313,94 кДж/моль (13,618055(7) эВ).

Строение атома кислорода. Атом кислорода (наиболее распространенный из трех изотопов кислорода (99,757 %) – 168О) состоит из положительно заряженного ядра ( 8), вокруг которого по атомным оболочкам движутся восемь электронов.

При этом 2 электрона находятся на внутреннем уровне, а 6 электронов – на внешнем. Поскольку кислород расположен во втором периоде, оболочки всего две. Первая – внутренняя оболочка представлена s-орбиталью. Вторая – внешняя оболочка представлена s- и р-орбиталями.

Два спаренных электрона находится на 1s-орбитали, вторая пара электронов – на 2s-орбитали. На 2р-орбитали находится два спаренных и два неспаренных электрона. Поэтому во всех своих соединениях кислород проявляет валентность II. В свою очередь ядро атома кислорода состоит из восьми протонов и восьми нейтронов. Кислород относится к элементам p-семейства.

Радиус атома кислорода (вычисленный) составляет 48 пм.

Атомная масса атома кислорода составляет 15,99903-15,99977 а. е. м.

Кислород – самый распространённый химический элемент на Земле. В земной коре на его долю в составе различных соединений приходится около 46 % массы. Морские и пресные воды содержат по массе 86 % кислорода (если быть точнее – 85,82 %). В человеке его содержание составляет по массе 61 %.

При высокой температуре молекула кислорода О2 обратимо диссоциирует на атомарный кислород. При 2000 °C на атомарный кислород диссоциирует 0,03 % молекулярного кислорода, при 2600 °C – 1 %, при 4000 °C – 59 %, при 6000 °C — 99,5 %.

Атомная и молекулярная масса кислорода

Относительная атомная масса атомарного кислорода равна 15,999 а.е.м.

Это безразмерная величина.Известно, что молекула кислорода двухатомна – О2. Относительная молекулярная масса молекулы кислорода будет равна:

Mr(О2) = 15,999 × 2 ≈32.

Гдз химия 8 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а. 2022 §34 ионная химическая связь

ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А. 2022 §34 ИОННАЯ ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Красным цветом даются ответыа фиолетовым ― объяснения. 

Задание 1

Что такое ионы?

Ионы — это положительно или отрицательно заряженные частицы, в которые превращаются атомы химических элементов в результате отдачи или присоединения электронов.

Как они образуются?

Если атом принимает электроны, то он заряжается отрицательно и становится анионом. Если атом отдает электроны, то он заряжается положительно и становится катионом.

Задание 2
Найдите черты сходства и различия между:
а) атомом кальция и ионом кальция;
Сходства: строение ядра атома (заряд ядра атома ( 20), число протонов (20), число нейтронов 20 (40-20=20)), масса частицы 40.
Различия:
1.
Строение электронной оболочки
(общее количество электронов (в атома кальция 20, а в ионе кальция 18), число энергетических уровней, или слоёв, электронной оболочки атома (в атома кальция 4, а в иона кальция 3), количество электронов на внешнем слое (в атома кальция 2, а в иона кальция — 8 (является завершённым))
3. Атом кальция электронейтральная частица (Са0), образует простое вещество металл, а ион кальция заряженная частица(Са2 ), входит в состав сложных ионных соединений.

б) атомом кислорода и ионом кислорода.
Сходства: строение ядра атома (заряд ядра атома ( 8), число протонов (8), число нейтронов (16-8=8)), число энергетических уровней  электронной оболочки атома(2).
Различия:
1.
Строение электронной оболочки 
(общее количество электронов (в атома кислорода 8, а в ионе кислорода 10), количество электронов на внешнем слое (в атома кислорода 6, а в иона кислорода — 8 (является завершённым)).
2. Атом кислорода электронейтральная частица (О0), образует простое вещество  неметалл, а ион кислорода заряженная частица (О2-), входит в состав сложных ионных соединений.

Задание 3
Составьте схему образования ионной связи между атомами лития и элементами-неметаллами:
а) фтором;
Li )2)1 -e ⟶ Li )2)0
F )2)7
⟶ F)2)8
Li0 -1e ⟶ Li    и     F0 1e ⟶ F
атом        ион        атом         ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 1 (1 и 1). Чтобы атомы лития отдали 1 электрон их нужно взять 1 (1:1=1), чтобы атомы фтора приняли 1 электрон их нужно взять 1 (1:1=1).

Li0  F0 ⟶  Li F ⟶ LiF — фторид лития
└ 1e ┘

б) кислородом;
Li )2)1 -e ⟶ Li )2)0
O )2)6 2e 
⟶ O)2)8
Li0 -1e ⟶ Li      и     O0 2e ⟶ O
атом       ион         атом           ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 2 (1 и 2). Чтобы атомы лития отдали 1 электрон их нужно взять 2 (2:1=2), чтобы атомы кислорода приняли 2 электроны их нужно взять 1 (2:2=1).

2Li0 O0 ⟶ Li2 O2- ⟶ Li2— оксид лития
└ 2e ┘

в) азотом.
Li )2)1 -e ⟶ Li )2)0
N )2)5 3e 
⟶ N)2)8
Li0 -1e ⟶ Li       и     N0 3e ⟶ N3-
атом        ион           атом          ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 3 (1 и 3). Чтобы атомы лития отдали 1 электрон их нужно взять 3 (3:1=3), чтобы атомы азота приняли 3 электроны их нужно взять 1 (3:3=1).
3Li0 N0 ⟶ Li3 N3- ⟶ Li3— нитрид лития
└ 3e ┘

Задание 4
Составьте схему образования ионной связи между атомами фтора и элементами-металлами:
а) калием;
F )2)7⟶ F)2)8
K )2)1 -e ⟶ K )2)0
K0 -1e K     и     F0 1e F
атом       ион       атом         ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 1 (1 и 1). Чтобы атомы калия отдали 1 электрон их нужно взять 1 (1:1=1), чтобы атомы фтора приняли 1 электрон их нужно взять 1 (1:1=1).

 K  F0 K F KF — фторид калия
└ 1e ┘

б) кальцием;
F )2)7⟶ F)2)8
Ca )2)8)8)2 -2e ⟶ Ca )2)8)8)0
Ca0 -2e Ca2      и      F0 1e F
атом         ион              атом        ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 2 (2 и 1). Чтобы атомы кальция отдали 2 электрона их нужно взять 1 (2:2=1), чтобы атомы фтора приняли 2 электроны их нужно взять 2 (2:1=2).

Ca0 2F0 Ca2 F2 CaF2 — фторид кальция
└ 2e ┘

в) алюминием.
F )2)7⟶ F)2)8
Al )2)8)3 -3e ⟶ Al )2)8)0
Al0 -3e Al3      и     F0 1e F
атом        ион           атом         ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 3 (3 и 1). Чтобы атомы алюминия отдали 3 электроны их нужно взять 1 (3:3=1), чтобы атомы фтора приняли 3 электроны их нужно взять 3 (3:1=3).

Al0 3F0 Al3 F3 AlF3 — фторид алюминия
└ 3e ┘

Задание 5
Найдите соотношение чисел положительных и отрицательных ионов в соединениях:
а) хлорид натрия NaСl; 1:1 (» » : «-«)
Na0 -1e Na      и    Cl0 1e Cl
атом          ион          атом           ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 1 (1 и 1). Чтобы атомы натрия отдали 1 электрон их нужно взять 1 (1:1=1), чтобы атомы хлора приняли 1 электрон их нужно взять 1 (1:1=1).
Na0 Cl0 Na Cl

б) хлорид кальция СаСl2;1:2 (» » : 2•»-«)
Ca0 -2e Ca2       и    Cl0 1e Cl
атом          ион            атом          ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 2 (2 и 1). Чтобы атомы кальция отдали 2 электроны их нужно взять 1 (2:2=1), чтобы атомы хлора приняли 2 электроны их нужно взять 2 (2:1=1).
Ca0 2Cl0Ca2 Cl2

в) фторид алюминия АlF3. 1:3 (» » : 3•»-«)
Al0 -3e Al3       и     F0 1e F
атом       ион            атом        ион
Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавшихся ионов 3 (3 и 1). Чтобы атомы алюминия отдали 3 электроны их нужно взять 1 (3:3=1), чтобы атомы фтора приняли 1 электрон их нужно взять 3 (3:1=3).
Al0 3F0 Al3 F3

Задание 6
Предложите свой вариант графического отображения образования химической связи для соединения, имеющего формулу СаF2
Ca0  20 )2)8)8)2      F0  9 )2)7      Ca2 F2 [ 20 )2)8)8]2  [ 9 )2)8]

Изотопы кислорода

Известно, что в природе кислород может находиться в виде трех изотопов 16O (99,76%), 17O (0,04%) и 18O (0,2%). Их массовые числа равны 16, 17 и 18 соответственно. Ядро атома изотопа кислорода 16O содержит восемь протонов и восемь нейтронов, а изотопов 17O и 18O– такое же количество протонов,девять и десять нейтронов соответственно.

Существует двенадцать радиоактивных изотопов кислорода с массовыми числами от 12-ти до 24-х, из которых наиболее стабильным является изотоп 15О с периодом полураспада равным 120 с.

Ионы кислорода

На внешнем энергетическом уровне атома кислорода имеется шесть электронов, которые являются валентными:

1s22s22p4.

Схема строения атома кислорода представлена ниже:

В результате химического взаимодействия кислород может терять свои валентные электроны, т.е. являться их донором, и превращаться в положительно заряженные ионы или принимать электроны другого атома, т.е. являться их акцептором, и превращаться в отрицательно заряженные ионы:

О0 2e → О2-;

О0-1e → О1 .

Кислород, свойства атома, химические и физические свойства.

О 8  Кислород

15,99903-15,99977*     1s2 2s2 2p4

Кислород — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 8. Расположен в 16-й группе (по старой классификации — главной подгруппе шестой группы), втором периоде периодической системы.

Атом и молекула кислорода. Формула кислорода. Строение кислорода

Изотопы и модификации кислорода

Свойства кислорода (таблица): температура, плотность, давление и пр.

Физические свойства кислорода

Химические свойства кислорода. Взаимодействие кислорода. Реакции с кислородом

Получение кислорода

Применение кислорода

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Молекула и атом кислорода

Молекула кислорода состоит из двух атомов – О2. Приведем некоторые свойства, характеризующие атом и молекулу кислорода:

Энергия ионизации атома, эВ

13,41

Относительная электроотрицательность

3,44

Радиус атома, нм

0,060

Стандартная энтальпия диссоциации молекул при 25oС, кДж/моль

498

Общая характеристика кислорода

Кислород – самый распространенный элемент земной коры. В свободном состоянии он находится в атмосферном воздухе, в связанном виде входит в состав воды, минералов, горных пород и всех веществ, из которых построены организмы растений и животных. Массовая доля кислорода в земной коре составляет около 47%.

В виде простого вещества кислород представляет собой бесцветный газ, не имеющий запаха. Он немного тяжелее воздуха: масса 1 л кислорода при нормальных условиях равна 1,43 г, а 1 л воздуха 1,293г. Кислород растворяется в воде, хотя и в небольших количествах: 100 объемов воды при 0oС растворяют 4,9, а при 20oС – 3,1 объема кислорода.

Применение кислорода:

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

  1. 1. Водород
  2. 2. Гелий
  3. 3. Литий
  4. 4. Бериллий
  5. 5. Бор
  6. 6. Углерод
  7. 7. Азот
  8. 8. Кислород
  9. 9. Фтор
  10. 10. Неон
  11. 11. Натрий
  12. 12. Магний
  13. 13. Алюминий
  14. 14. Кремний
  15. 15. Фосфор
  16. 16. Сера
  17. 17. Хлор
  18. 18. Аргон
  19. 19. Калий
  20. 20. Кальций
  21. 21. Скандий
  22. 22. Титан
  23. 23. Ванадий
  24. 24. Хром
  25. 25. Марганец
  26. 26. Железо
  27. 27. Кобальт
  28. 28. Никель
  29. 29. Медь
  30. 30. Цинк
  31. 31. Галлий
  32. 32. Германий
  33. 33. Мышьяк
  34. 34. Селен
  35. 35. Бром
  36. 36. Криптон
  37. 37. Рубидий
  38. 38. Стронций
  39. 39. Иттрий
  40. 40. Цирконий
  41. 41. Ниобий
  42. 42. Молибден
  43. 43. Технеций
  44. 44. Рутений
  45. 45. Родий
  46. 46. Палладий
  47. 47. Серебро
  48. 48. Кадмий
  49. 49. Индий
  50. 50. Олово
  51. 51. Сурьма
  52. 52. Теллур
  53. 53. Йод
  54. 54. Ксенон
  55. 55. Цезий
  56. 56. Барий
  57. 57. Лантан
  58. 58. Церий
  59. 59. Празеодим
  60. 60. Неодим
  61. 61. Прометий
  62. 62. Самарий
  63. 63. Европий
  64. 64. Гадолиний
  65. 65. Тербий
  66. 66. Диспрозий
  67. 67. Гольмий
  68. 68. Эрбий
  69. 69. Тулий
  70. 70. Иттербий
  71. 71. Лютеций
  72. 72. Гафний
  73. 73. Тантал
  74. 74. Вольфрам
  75. 75. Рений
  76. 76. Осмий
  77. 77. Иридий
  78. 78. Платина
  79. 79. Золото
  80. 80. Ртуть
  81. 81. Таллий
  82. 82. Свинец
  83. 83. Висмут
  84. 84. Полоний
  85. 85. Астат
  86. 86. Радон
  87. 87. Франций
  88. 88. Радий
  89. 89. Актиний
  90. 90. Торий
  91. 91. Протактиний
  92. 92. Уран
  93. 93. Нептуний
  94. 94. Плутоний
  95. 95. Америций
  96. 96. Кюрий
  97. 97. Берклий
  98. 98. Калифорний
  99. 99. Эйнштейний
  100. 100. Фермий
  101. 101. Менделеевий
  102. 102. Нобелий
  103. 103. Лоуренсий
  104. 104. Резерфордий
  105. 105. Дубний
  106. 106. Сиборгий
  107. 107. Борий
  108. 108. Хассий
  109. 109. Мейтнерий
  110. 110. Дармштадтий
  111. 111. Рентгений
  112. 112. Коперниций
  113. 113. Нихоний
  114. 114. Флеровий
  115. 115. Московий
  116. 116. Ливерморий
  117. 117. Теннессин
  118. 118. Оганесон

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

Физические свойства

Кислород – бесцветный и безвкусный газ, плохо растворимый в воде и спирте. Хорошо растворим в жидком серебре. В сжиженном виде приобретает светло-голубой цвет, в твёрдом – синий. Занимает 21 % атмосферного воздуха.

Твёрдый кислород
Рис. 3. Твёрдый кислород.

Кислород поддерживает горение, поэтому его легко обнаружить с помощью тлеющей лучины (вспыхивает).

Химические свойства

Благодаря электронному строению обладает высокой степенью окисления. Однако большую активность проявляет при нагревании из-за прочных двойных связей между атомами. При комнатной температуре быстро реагирует с наиболее активными элементами – щелочными и щелочноземельными металлами, некоторыми неметаллами.

Соединяясь с элементами, образует оксиды. Окисляет органические вещества. Примеры реакций с простыми веществами:

С фосфором, серой, углеродом (графитом), водородом кислород реагирует при нагревании:

Быстро пропуская фтор через щёлочь, получают реакцию кислорода с фтором:

2F2 2NaOH → 2NaF H2O OF2.

Кислород с фтором непосредственно взаимодействует при электрическом разряде. В этом случае кислород играет роль восстановителя:

O2 F2 → F2O2.

Кислород реагирует со сложными веществами, образуя оксиды:

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий