Kémia | Középiskola » Giba Alexandra - Oxigén és vegyületei

10. Oxigén és vegyületei Jelentése savképző. Az oxigén a periódusos rendszer 2. periódusának és 6 főcsoportjának az eleme Elektronszerkezet: Az oxigén rendszáma 8, ezért a protonok és az elektronok száma is 8. A cellás (kvantummechanikai) atommodell szerint először az első héj s atompályája töltődik 2 elektronnal, majd a második héj s atompályája. Ezt követi a második héj három db p atompályája A Hund szabály szerint az elektronhéj kiépülése során az atomok mindig arra törekednek, hogy maximális számú párosítatlan elektronjuk legyen. Így a p atompályán két db párosítatlan e- lesz, ezért az oxigén atom nem stabil, A stabil nemesgáz szerkezet eléréséhez 2e- szükséges, ami megvalósulhat 2 e- felvételével, azaz ionkötéssel, vagy közös kötő elektronpárok létrehozásával, azaz kovalens kötéssel. Ha nincs jelen más atom, akkor két oxigénatom között jön létre a kovalens kötés: Oxidációs száma mindig -2,

mert az oxigén a 2. legnegatívabb elem, kivétel a H2O2 (H-peroxid)-> itt -1és az F2O (F-oxid)-> itt +2. Levegő mólszázalékos összetétele: 21% O2, 78% N2, 1% egyéb. Ez alapján a levegő átlagos moltömege: 0,21*32g + 0,7928 = 29g. Fizikai tulajdonságok: Színtelen, szagtalan gáz, forráspontja -1830C. Vízben kismértékben oldódik, jelentős élettani hatása van, mint pl: folyók- ,tavak élővilága. Kémiai tulajdonságok: Hidrogénnel rendkívül heves reakció: 2H2 + O2 = 2H2O (szikra hatására robban, durranógáz). Alkáli fémekkel: Na + O2 = Na2O2 (a nátrium a levegőn állva elég, ezért petróleum alatt kell tárolni.) K + O2 = KO2 Alkáliföldfémekkel: 2Mg + O2 = 2MgO (vakító fénnyel ég,) MgO + H2O = Mg(OH)2 A MgO bázisanhidrid, azaz víz nélküli bázis 2Ca + O2 = 2CaO (égetett mész); CaO + H2O = Ca(OH)2  mészoltás, heves exoterm reakció. A Ca levegőn oxidálódik, azért lezárt üvegben tároljuk. Alumíniummal: 4Al + 3O2 = 2Al2O3

pl. termitreakció, csillagszóró Szénnel: 2C + O2 = 2CO (C-tökéletlen égése) 2CO + O2 = 2CO2 (CO égése) C + O2 = CO2 (C tökéletes égése) Nitrogénnel: N2 + O2 = 2NO A reakció csak 2000-3000 0C–on megy végbe. NO keletkezik: villámlás és ívfény hegesztésnél. 2NO + O2 = 2NO2  2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2 (a NO2 vegyes savanhidrid, mert két féle sav keletkezik). Foszforral: 4P + 3O2 = 2P2O3 P2O3 + H2O = 2HPO2 meta-foszforossav P2O3 + 2H2O = H4P2O5 difoszforossav P2O3 + 3H2O = 2H3PO3 ortofoszforossav 4P + 5O2 = 2P2O5 P2O5 + H2O = 2HPO3 metafoszforsav P2O5 + 2H2O = H4P2O7 difoszforsav P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 ortofoszforsav Kénnel: S + O2 = SO2 (boroshordó fertőtlenítése) 2SO2 + O2 = 2SO3 (kéndioxid égése, V2O5 katalizátorral) SO2 + H2O = H2SO3 (kénessav) SO3+ H2O= H2SO4 (kénsav) Lassú égés = rozsdásodás, pl. 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 Előfordulás: Elemi állapotban a levegő 21%. Kötött állapotban a vízben, bauxitban, mészkőben (CaCO3), ércekben

(Fe2O3) fordul elő. Az oxigén a Föld leggyakoribb eleme, hiszen a földkéreg tömegének majdnem felét oxigén teszi ki. Előállítása: iparban: levegő cseppfolyósítása, majd desztilláció laborban: vízbontás anód folyamatával: 4OH-- 4e- = 2H2O + O2 KMnO4 hevítése: 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 (a parázsló gyújtópálca lángra lobban) K-perklorát (KClO4) hevítése: KClO4 = KCl + 2O2 H2O2: hajszőkítés H2O2 = H2O + ,O’ ; Naszcensz (atomos) oxigén szabadul fel az ózonból és a hidrogén-peroxidból, ezért ezek nagyon erős oxidálószerek