ПОДГРУППА VIA. ХАЛЬКОГЕНЫ
КИСЛОРОД
Элемент
кислород O восьмой элемент периодической системы элементов и первый
элемент подгруппы VIA (табл. 7а). Этот элемент наиболее распространен
в земной коре, составляя около 50% (масс.). В воздухе, которым мы дышим,
находится ~20%
кислорода в свободном (несвязанном) состоянии, и 88% кислорода находится
в гидросфере в связанном состоянии в виде воды H2O.
Таблица
7а. КИСЛОРОД, СЕРА, СЕЛЕН, ТЕЛЛУР, ПОЛОНИЙ
Наиболее
распространен изотоп 168O.
Ядро такого изотопа содержит 8 протонов и 8 нейтронов. Существенно менее
распространен (0,2%) изотоп c 10 нейтронами, 188O.
Еще менее распространен (0,04%) изотоп с 9 нейтронами, 178O.
Средневзвешенная масса всех изотопов равна 16,044. Так как атомная масса
изотопа углерода с массовым числом 12 равно точно 12,000 и все другие
атомные массы основаны на этом стандарте, то атомная масса кислорода по
этому стандарту должна быть равна 15,9994.
Кислород двухатомный газ, как
водород, азот и галогены фтор, хлор (бром и иод тоже образуют двухатомные
молекулы, но они не газы). Бльшую
часть кислорода, используемого в промышленности, получают из атмосферы.
Для этого разработаны относительно недорогие методы сжижения химически
очищенного воздуха с помощью циклов сжатия и охлаждения. Сжиженный воздух
медленно нагревают, при этом более летучие и легко испаряемые соединения
выделяются, а жидкий кислород накапливается. Такой метод называется фракционной
перегонкой или ректификацией жидкого воздуха. При этом неизбежно загрязнение
кислорода примесью азота, и для получения высокочистого кислорода процесс
ректификации повторяют до полного удаления азота. См.
также ВОЗДУХ.
При температуре 182,96°
С и давлении 1 атм кислород из бесцветного газа превращается в жидкость
бледноголубого цвета. Наличие окраски свидетельствует о том, что вещество
содержит молекулы с неспаренными электронами. При 218,7°
C кислород твердеет. Газообразный О2
в 1,105 раз тяжелее воздуха, и при 0°
C и 1 атм 1 л кислорода имеет массу 1,429 г. Газ слабо растворим в воде
(~0,30
см 3/л
при 20°
C), но это важно для существования жизни в воде.
Большие массы кислорода используют в
сталелитейной промышленности для быстрого удаления нежелательных примесей,
прежде всего углерода, серы и фосфора, в виде оксидов в процессе обдувки
или непосредственно продувкой кислорода через расплав. Одно из важных
применений жидкого кислорода в качестве окислителя ракетного топлива.
Кислород, хранящийся в баллонах, применяют в медицине для обогащения воздуха
кислородом, а также в технике при сварке и резке металлов.
назад
дальше
|