Modifications allotropiques de l'oxygène: caractéristique comparative et valeur

Atomes d'un genre peuvent faire partie de différentssubstances. Pour un élément désigné par le symbole "O" (du nom latin Oxygenium), deux substances simples communes sont connues dans la nature. La formule de l'un d'eux est O_2, la seconde - O_3. Ce sont des modifications allotropiques de l'oxygène (allotropes). Il y a d'autres composés qui sont moins stables (O₄ et O₈). Pour comprendre la différence entre ces formes aidera à comparer les molécules et les propriétés des substances.

Quelles sont les modifications allotropiques?

De nombreux éléments chimiques peuvent exister dansdeux, trois ou plusieurs formes. Chacune de ces modifications est formée par des atomes de la même espèce. Le savant J. Berzellius en 1841 fut le premier à qualifier ce phénomène d'allotropie. La régularité ouverte n'était à l'origine utilisée que pour caractériser les substances de la structure moléculaire. Par exemple, deux modifications allotropiques de l'oxygène sont connues, dont les atomes forment des molécules. Plus tard, les chercheurs ont établi que les modifications peuvent être parmi les cristaux. Selon les concepts modernes, l'allotropie est l'un des cas de polymorphisme. Les différences entre les formes sont provoquées par les mécanismes de la formation de la liaison chimique dans les molécules et les cristaux. Cette caractéristique se manifeste principalement des éléments des groupes 13-16 du tableau périodique.

Comment une combinaison différente d'atomes affecte-t-elle les propriétés de la matière?

Modifications allotropes de l'oxygène et de l'ozonesont formés par les atomes de l'élément avec le nombre ordinal 8 et le même nombre d'électrons. Mais ils diffèrent dans la structure, ce qui a causé une différence significative dans les propriétés.

Comparaison de l'oxygène et de l'ozone

Symptômes	Oxygène	Ozone
Composition de la molécule	2 atomes d'oxygène	3 atomes d'oxygène
Structure
Etat et couleur de l'agrégat	Gaz transparent incolore ou liquide bleu pâle	Gaz bleu, liquide bleu, solide violet foncé
Odeur	Manquant	Sharp, qui rappelle le tonnerre, foin fraîchement fauché
Point de fusion (° C)	-219	-193
Point d'ébullition (° C)	-183	-112
Densité (g / l)	1,4	2,1
Solubilité dans l'eau	Légèrement soluble	Mieux que l'oxygène
Activité chimique	Dans des conditions normales, stable	Il est facile de se décomposer avec la formation d'oxygène

Conclusions tirées des résultats de la comparaison: les modifications allotropiques de l'oxygène ne diffèrent pas dans la composition qualitative. La structure de la molécule se reflète dans les propriétés physiques et chimiques des substances.

Est-ce la même quantité d'oxygène et d'ozone dans la nature?

Une substance dont la formule O₂, se produit dans l'atmosphère, hydrosphère, terrestreécorce et organismes vivants. Environ 20% de l'atmosphère est formée par des molécules d'oxygène diatomiques. Dans la stratosphère, à une altitude d'environ 12 à 50 km de la surface de la Terre, il y a une couche appelée "écran d'ozone". Sa composition reflète la formule O₃. L'ozone protège notre planète en absorbantrayons dangereux du spectre rouge et ultraviolet du Soleil. La concentration de la substance est en constante évolution et sa valeur moyenne est faible - 0,001%. Ainsi, O₂ et O₃ - les modifications allotropiques de l'oxygène, qui présentent des différences significatives dans leur répartition dans la nature.

Comment obtenir de l'oxygène et de l'ozone?

L'oxygène moléculaire est le plus important simpleMatière sur Terre. Il se forme dans les parties vertes des plantes à la lumière lors de la photosynthèse. Avec des décharges électriques d'origine naturelle ou artificielle, une molécule d'oxygène diatomique se décompose. La température à laquelle le processus commence est d'environ 2000 ° C. Certains des radicaux apparus sont réunis, formant de l'oxygène. Certaines particules actives réagissent avec les molécules d'oxygène diatomiques. Dans cette réaction, de l'ozone est produit, qui réagit également avec les radicaux libres de l'oxygène. Dans ce cas, des molécules diatomiques apparaissent. La réversibilité des réactions conduit au fait que la concentration de l'ozone atmosphérique change constamment. Dans la stratosphère, la formation d'une couche constituée de O₃, est associé au rayonnement ultraviolet du soleil. Sans ce bouclier protecteur, des rayons dangereux pourraient atteindre la surface de la Terre et détruire toutes les formes de vie.

Modifications allotropes de l'oxygène et du soufre

Les éléments chimiques O (Oxygenium) et S (Sulphur)sont situés dans le même groupe du tableau périodique, ils sont caractérisés par la formation de formes allotropiques. Parmi les molécules ayant un nombre différent d'atomes de soufre (2, 4, 6, 8) dans des conditions normales, la plus stable est S8, ressemblant à une couronne. Le soufre rhombique et monoclinique sont construits à partir de telles molécules à 8 atomes.

À une température de 119 ° C, la forme monoclinique du jaunela couleur forme une masse visqueuse brune - modification plastique. L'étude des modifications allotropiques du soufre et de l'oxygène est d'une grande importance dans la chimie théorique et l'activité pratique.

À l'échelle industrielle,propriétés oxydantes de différentes formes. L'ozone est utilisé pour la désinfection de l'air et de l'eau. Mais à des concentrations supérieures à 0,16 mg / m3, ce gaz est dangereux pour les humains et les animaux. L'oxygène moléculaire est essentiel à la respiration, il est utilisé dans l'industrie et la médecine. Les allotropes du carbone (diamant, graphite), du phosphore (blanc, rouge) et d'autres éléments chimiques jouent un rôle important dans l'activité économique.