Nguyên tử cùng loại có thể là một phần của các chất khác nhau. Đối với nguyên tố được ký hiệu bằng ký hiệu "O" (từ tên Latinh Oxygenium), hai chất đơn giản phổ biến trong tự nhiên được biết đến. Công thức của một trong số chúng là O2,thứ hai là O3.Đây là những biến đổi dị hướng của oxy (allotropes). Có những hợp chất khác kém bền hơn (O4và O8). So sánh các phân tử và tính chất của các chất sẽ giúp hiểu được sự khác biệt giữa các dạng này.
Các sửa đổi dị hướng là gì?
Nhiều nguyên tố hóa học có thể tồn tại ở hai, ba hoặc nhiều dạng. Mỗi biến đổi này được hình thành bởi các nguyên tử cùng loại. Nhà khoa học J. Berzellius năm 1841 là người đầu tiên gọi hiện tượng này là dị hướng. Tính chính xác mở ban đầu chỉ được sử dụng để đặc trưng cho các chất có cấu trúc phân tử. Ví dụ, hai biến đổi dị hướng của oxy đã được biết đến, các nguyên tử của chúng tạo thành phân tử. Sau đó, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các sửa đổi có thể nằm trong số các tinh thể. Theo quan niệm hiện đại, dị hình là một trong những trường hợp của hiện tượng đa hình. Sự khác biệt giữa các hình thức là do cơ chếhình thành liên kết hóa học trong phân tử và tinh thể. Tính năng này chủ yếu được biểu hiện bởi các nguyên tố thuộc nhóm 13-16 của bảng tuần hoàn.
Sự kết hợp khác nhau của các nguyên tử ảnh hưởng đến tính chất của vật chất như thế nào?
Biến đổi dị hướng của ôxy và ôzôn được tạo thành bởi các nguyên tử của nguyên tố có số nguyên tử 8 và cùng số electron. Nhưng chúng khác nhau về cấu trúc, dẫn đến sự khác biệt đáng kể về tính chất.
| Dấu | Oxy | Ôzôn |
| Thành phần của phân tử | 2 nguyên tử oxy | 3 nguyên tử oxy |
| Tòa nhà |
|
|
| Trạng thái tổng hợp và màu | Khí trong suốt không màu hoặc chất lỏng màu xanh lam nhạt | Chất khí màu xanh lam, chất lỏng màu xanh lam, chất rắn màu tím sẫm |
| Mùi | Thiếu | Sắc nét, gợi nhớ về một cơn giông, cỏ khô mới cắt |
| Điểm nóng chảy (° C) | -219 | -193 |
| Điểm sôi (° C) | -183 | -112 |
|
Mật độ (g / l) |
1, 4 | 2, 1 |
| Tính tan trong nước | Nhẹ tan | Tốt hơn oxy |
| Khả năng phản ứng | Trong điều kiện bình thườngổn định | Dễ dàng phân hủy tạo thành oxy |
Kết luận dựa trên kết quả so sánh: các biến đổi dị hướng của oxy không khác nhau về thành phần định tính của chúng. Cấu trúc của một phân tử được phản ánh trong các tính chất vật lý và hóa học của các chất.
Lượng ôxy và ôzôn có giống nhau về bản chất không?
Chất có công thức là O2, được tìm thấy trong khí quyển, thủy quyển, vỏ trái đất và các sinh vật sống. Khoảng 20% bầu khí quyển được tạo thành bởi các phân tử ôxy tảo cát. Ở tầng bình lưu, ở độ cao khoảng 12-50 km so với bề mặt trái đất, có một lớp gọi là "màn ôzôn". Thành phần của nó được phản ánh bởi công thức O3. Ozone bảo vệ hành tinh của chúng ta bằng cách hấp thụ mạnh mẽ các tia nguy hiểm của quang phổ màu đỏ và tia cực tím của mặt trời. Nồng độ của một chất liên tục thay đổi và giá trị trung bình của nó thấp - 0,001%. Do đó, O2và O3là những biến đổi oxy dị hướng có sự khác biệt đáng kể về sự phân bố trong tự nhiên.
Làm thế nào để lấy ôxy và ôzôn?
Ôxy phân tử là chất đơn giản quan trọng nhất trên Trái đất. Nó được hình thành trong các phần xanh của thực vật dưới ánh sáng trong quá trình quang hợp. Với sự phóng điện có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo, phân tử oxy diatomic bị phân hủy. Nhiệt độ tại đó quá trình bắt đầu là khoảng 2000 ° C. Một số gốc kết hợp lại kết hợp với nhau, tạo thành oxy. Một số hạt hoạt động phản ứng với các phân tử diatomicôxy. Phản ứng này tạo ra ôzôn, ôzôn cũng phản ứng với các gốc tự do ôxy. Điều này tạo ra các phân tử tảo cát. Tính thuận nghịch của các phản ứng dẫn đến thực tế là nồng độ của ôzôn trong khí quyển luôn thay đổi. Trong tầng bình lưu, sự hình thành một lớp bao gồm các phân tử O3liên quan đến bức xạ tử ngoại từ Mặt trời. Nếu không có lá chắn bảo vệ này, các tia nguy hiểm có thể chạm tới bề mặt Trái đất và phá hủy mọi dạng sống.
Biến đổi dị hướng của oxy và lưu huỳnh
Các nguyên tố hóa học O (Oxygenium) và S (Lưu huỳnh) nằm trong cùng một nhóm của bảng tuần hoàn, chúng được đặc trưng bởi sự hình thành các dạng thù hình. Trong số các phân tử có số nguyên tử lưu huỳnh khác nhau (2, 4, 6, 8), ở điều kiện thường, phân tử bền nhất là S8, có hình dạng giống như một chiếc vương miện. Lưu huỳnh hình thoi và đơn tà được tạo ra từ các phân tử 8 nguyên tử như vậy.
Ở nhiệt độ 119 ° C, dạng đơn tà màu vàng tạo thành một khối nhớt màu nâu - một dạng biến tính dẻo. Việc nghiên cứu các biến đổi dị hướng của lưu huỳnh và oxy có tầm quan trọng rất lớn trong hóa lý thuyết và các hoạt động thực tiễn.
Trong quy mô công nghiệp, các đặc tính oxy hóa của các dạng khác nhau được sử dụng. Ozone được sử dụng để khử trùng không khí và nước. Nhưng ở nồng độ trên 0,16 mg / m3, khí này gây nguy hiểm cho người và động vật. Ôxy phân tử cần thiết cho quá trình hô hấp và được sử dụng trong công nghiệp và y học. Các dạng thù hình cacbon đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động kinh tế.(kim cương, than chì), phốt pho (trắng, đỏ) và các nguyên tố hóa học khác.
