КИСЛОРОД

КИСЛОРОД (лат Oxygenium, от греч. oxys кислый и gennao - рождаю) О, хим. элемент VI гр. периодич. системы, ат. н. 8, ат. м. 15,9994. Прир. кислород состоит из трех стабильных изотопов: 16О (99,759%), 17О (0,037%) и 18О (0,204%]. Конфигурация внеш. электронной оболочки атома 2s22p4; энергии ионизации О°:О+:О2+ равны соотв. 13,61819, 35,118 эВ; электроотрицательность по Полингу 3,5 (наиб. электроотрицат. элемент после F); сродство к электрону 1,467 эВ; ковалентный радиус 0,066 нм. Молекула кислорода двухатомна. Существует также аллотропная модификация кислорода озон О3. Межатомное расстояние в молекуле О2 0,12074 нм; энергия ионизации О2 12,075 эВ; сродство к электрону 0,44 эВ; энергия диссоциации 493,57 кДж/моль, константа диссоциации Кр=pO2/pO2 составляет 1,662.10-1 при 1500 К, 1,264.10-2 при 3000 К, 48,37 при 5000 К; ионный радиус О2 (в скобках указаны координац. числа) 0,121 нм (2), 0,124 нм (4), 0,126 нм (6) и 0,128 нм (8). В основном состоянии (триплетное 381_400-20.jpg) два валентных электрона молекулы О2, находящиеся на разрыхляющих орбиталях pх и pу, не спарены, благодаря чему кислород парамагнитен (единств, парамагнитный газ, состоящий из гомоядерных двухатомных молекул); молярная магн. восприимчивость для газа 3,4400.10 (293 К), изменяется обратно пропорционально абс. т-ре (закон Кюри). Существуют два долгоживущих возбужденных состояния О2 - синглетное 1Dg (энергия возбуждения 94,1 кДж/моль, время жизни 45 мин) и синглетное 381_400-21.jpg (энергия возбуждения 156,8 кДж/моль). Кислород-наиб. распространенный элемент на Земле. В атмосфере содержится 23,10% по массе (20,95% по объему) своб. кислорода, в гидросфере и литосфере - соотв. 85,82 и 47% по массе связанного кислорода. Известно более 1400 минералов, в состав к-рых входит кислород. Убыль кислорода в атмосфере в результате окисления, в т. ч. горения, гниения и дыхания, возмещается выделением кислорода растениями при фотосинтезе. Кислород входит в состав всех в-в, из к-рых построены живые организмы; в организме человека его содержится ок. 65%. Свойства. Кислород-бесцв. газ без запаха и вкуса. Т. кип. 90,188 К, т-ра тройной точки 54,361 К; плотн. при 273 К и нормальном давлении 1,42897 г/л, плотн. (в кг/м3) при 300 К: 6,43 (0,5 МПа), 12,91 (1 МПа), 52,51 (4 МПа); tкрит 154,581 К, ркрит 5.043 МПа, dкрит 436,2 кг/м3; С0p 29,4 Дж/(моль.К); DH0исп 6,8 кДж/моль (90,1 К); SO299 205,0 ДжДмоль.К); ур-ние температурной зависимости давления пара: в интервале 54-150 К lgp(гПа)=7,1648-377,153/T; теплопроводность 0,02465 Вт/(м.К) при 273 К; h 205,23 10-7 Па.с (298 К). Жидкий кислород окрашен в голубой цвет; плотн. 1,14 г/см3 (90,188 К); COp 54,40 Дж/(моль.К); теплопроводность 0,147 ВтДм.К) (90 К, 0,1 МПа); h 1,890.10-2 Па.с; g 13,2.10-5 Н/м (90 К), ур-ние температурной зависимости g=-38,46.10-3(1 - T/154,576)11/9 Н/м; nD 1,2149 (l=546,1 нм; 100 К); неэлектропроводен; молярная магн. восприимчивость 7,699.10-3 (90,1 К). Твердый кислород существует в неск. кристаллич. модификациях. Ниже 23,89 К устойчива а-форма с объемноцентрир. ром-бич, решеткой (при 21 К и 0,1 МПа а = 0,55 нм, b= 0,382 нм, с=0,344 нм, плотн. 1,46 г/см3), при 23,89-43,8 К-b-форма с гексаген, кристаллич. решеткой (при 28 К и 0,1 МПа а = 0,3307 нм, с = 1,1254 нм), выше 43,8 К существует g-форма с кубич. решеткой (а = 0,683 нм); DH° полиморфных переходов g:b 744 Дж/моль (43,818 К), b:a 93,8 Дж/моль (23,878 К); тройная точка b-g-газообразный кислород: т-ра 283 К, давление 5,0 ГПа; DHOпл 443 Дж/молъ; ур-ние температурной зависимости плотности d=1,5154-0,004220T г/см3 (44 54 К), a-, b- и g- О2 кристаллы светло-синего цвета. Модификация р антиферромагнитна, a и g парамагнитны, их магн. восприимчивость соотв. 1,760.10-3 (23,7 К) и 1,0200.10-5 (54,3 К). При 298 К и повышении давления до 5,9 ГПа кислород кристаллизуется, образуя окрашенную в розовый цвет гексаген. b-форму (а = 0,2849 нм, с = 1,0232 нм), а при повышении давления до 9 ГПа оранжевую ромбич. e-форму (при 9,6 ГПа а=0,42151 нм, b=0,29567 нм, с=0,66897 нм, плотн. 2,548 г/см3). Р-римость кислорода при атм. давлении и 293 К (в см3/см3): в воде 0,031, этаноле 0,2201, метаноле 0,2557, ацетоне 0,2313; р-римость в воде при 373 К 0,017 см3/см3; р-римость при 274 К (в % по объему): в перфторбутилтетрагидрофуране 48,5, перфтордекалине 45,0, перфтор-l-метилдекалине 42,3.