산소 분자 또는 옥시젠 또한 이원자 산소 또는 기체라고는 가장 일반적인 초등학교 방법은 지구상에서이 요소입니다. 그 공식은 O 2 이므로 이원자 및 동핵 분자이며 완전히 무극성입니다.
우리가 호흡하는 공기는 O 2 분자로서 약 21 %의 산소로 구성되어 있습니다. 우리가 상승함에 따라 산소 가스의 농도는 감소하고 오존 O3의 존재는 증가 합니다. 우리 몸은 O 활용 2 의 조직에 산소와 세포 호흡을 수행.
산소가 우리의 대기를 풍부하게하지 않는다면 생명은 지속 불가능한 현상이 될 것입니다. 출처 : Pixabay.
오 2는 또한 화재의 존재에 대한 책임 : 화재 및 연소가하는 것이 거의 불가능 할 것없이. 이것은 그 주된 특성이 강력한 산화제, 전자를 얻거나 물 분자에서 또는 산화물 음이온, O 2- 에서 자신을 감소시키는 특성이기 때문 입니다.
분자 산소는 야금, 의학 및 폐수 처리에 적용되는 수많은 호기성 공정에 필수적입니다. 이 가스는 실제로 열, 호흡, 산화 및 액체 상태 일 때 동결 온도와 거의 동의어입니다.
분자 산소의 구조
기체 산소의 분자 구조. 출처 : Benjah-bmm27 via Wikipedia.
위 이미지에는 다양한 모델로 표현 된 기체 산소의 분자 구조가 있습니다. 마지막 두 개는 산소 원자를 함께 유지하는 공유 결합의 특성을 보여줍니다. 이중 결합 O = O, 여기서 각 산소 원자는 원자가 옥텟을 완성합니다.
O 2 분자 는 선형, 동핵 및 대칭입니다. 이중 결합의 길이는 121 pm입니다. 이 짧은 거리는 O = O 결합을 끊기 위해 상당한 에너지 (498kJ / mol)가 필요하다는 것을 의미하므로 상대적으로 안정적인 분자입니다.
그렇지 않다면 대기 중의 산소가 시간이 지남에 따라 완전히 저하되거나 공기가 갑자기 불을 붙일 것입니다.
속성
외모
분자 산소는 무색, 무미, 무취의 가스이지만 응축되고 결정화되면 푸른 색조를 얻습니다.
몰 질량
32g / mol (반올림 값)
녹는 점
-218ºC
비점
-183
용해도
분자 산소는 물에 잘 녹지 않지만 해양 동물 군을 지원하기에 충분합니다. 용해도가 높으면 익사로 사망 할 가능성이 적습니다. 반면에 용해도는 비극성 오일과 액체에서 훨씬 더 높기 때문에 천천히 산화되어 원래의 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
에너지 상태
분자 산소는 원자가 결합 이론 (VTE)으로 완전히 설명 할 수없는 물질입니다.
산소의 전자 구성은 다음과 같습니다.
2s² 2p⁴
그것은 한 쌍의 비쌍 전자 (O :)를 가지고 있습니다. 두 개의 산소 원자가 만나면 결합하여 O = O 이중 결합을 형성하고 둘 다 원자가 옥텟을 완성합니다.
따라서 O 2 분자 는 모든 전자가 쌍을 이루는 반자성이어야합니다. 그러나 이것은 상자성 분자이며 이것은 분자 궤도 다이어그램으로 설명됩니다.
산소 가스에 대한 분자 궤도 다이어그램. 출처 : Anthony. Sebastian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
따라서 분자 궤도 이론 (TOM)은 O 2를 가장 잘 설명 합니다. 두 개의 짝을 이루지 않은 전자는 더 높은 에너지의 π * 분자 궤도에 위치하고 산소에 상자성 특성을 부여합니다.
사실,이 에너지 상태 는 가장 우세한 삼중 항 산소 인 3 O 2 에 해당합니다. 지구상에서 덜 풍부한 산소의 다른 에너지 상태는 일 중항 인 1 O 2 입니다.
변형
분자 산소는 산화되기 쉬운 물질과 접촉하지 않는 한 상당히 안정적이며 스파크와 같은 강렬한 열원이 근처에 없으면 훨씬 적습니다. 이것은 O 2 가 스스로를 감소시키고 다른 원자 또는 분자로부터 전자를 얻는 경향이 높기 때문 입니다.
축소하면 광범위한 링크와 모양을 설정할 수 있습니다. 그것이 공유 결합을 형성하면 수소를 포함하여 그 자체보다 전기 음성이 적은 원자로 그렇게하여 물인 HOH를 발생시킵니다. 또한 CO 결합과 다양한 유형의 산소화 유기 분자 (에테르, 케톤, 알데히드 등)를 생성하기 위해 탄소를 우주 할 수 있습니다.
O 2는 또한, 전자 옥사이드 및 수퍼 옥사이드 음이온로 변환하는 O 얻을 수 2 2 와 O 2 - 각각. 체내에서 과산화수소로 전환되면 과산화수소 인 H 2 O 2 , HOOH가 생성되며, 이는 특정 효소 (과산화 효소 및 카탈라제)의 작용에 의해 처리되는 유해 화합물입니다.
다른 한편으로, 덜 중요한 것은 O 2 는 무기 물질과 반응하여 산화물 음이온 O 2 가되어 지각과 맨틀을 두껍게 만드는 끝없는 광물 덩어리 목록을 구성합니다.
응용
용접 및 연소
산소는 아세틸렌을 태우고 용접에 유용한 매우 뜨거운 불꽃을 발산하는 데 사용됩니다. 출처 : Sheila / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)
산소는 연소 반응을 수행하는 데 사용되며, 물질이 발열 반응으로 산화되어 화재가 발생합니다. 이 불과 그 온도는 타는 물질에 따라 다릅니다. 따라서 금속과 합금이 용접되는 아세틸렌 (위)과 같은 매우 뜨거운 불꽃을 얻을 수 있습니다.
산소가 아니라면 연료는 로켓을 발사하거나 자동차를 시동하는 데 사용되는 모든 칼로리 에너지를 태우고 공급할 수 없습니다.
녹색 화학의 산화제
이 가스 덕분에 무수한 유기 및 무기 산화물이 합성되거나 산업적으로 생산됩니다. 이러한 반응은 분자 산소의 산화력을 기반으로하며 의약품을 얻기위한 녹색 화학에서 가장 실행 가능한 시약 중 하나이기도합니다.
호흡 보조 및 폐수 처리
산소는 심각한 건강 상태를 가진 환자, 얕은 깊이로 내려가는 다이버, 고도에서 산소 농도가 급격히 감소하는 산악 등반가의 호흡 요구를 충족하는 데 필수적입니다.
또한 산소는 호기성 박테리아를 "공급"하여 하수에서 오염 된 잔류 물을 분해하거나 보호 또는 거래를 위해 수성 배양에서 물고기의 호흡을 돕습니다.
참고 문헌
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