كيمياء
function openwingr_eid(exp_path) {
width=screen.width/2 - 250;
height=screen.height/2 - 250;
windowprops = "top="+height+",left="+width+",resizable=yes,width=500,height=500,status=no";
window.open(exp_path, "popupPage", windowprops);
}
الاكسجين
الأكسجين هو أحد العناصر الكيميائية الموجودة فى الجدول الدوري وله الرمز O ورقم ذري 8 . هذا العنصر شائع للغاية ، يوجد بأشكاله العنصرية (O2,O3 ) كما يوجد مرتبطا مع غيره من العناصر. يشكل ما نسبته 23 % من مجمل كتلة الغلاف الغازي و 46 % من مجمل كتلة اليابسة و أكثر من 85 % من مجمل الغلاف المائي. كما يشكل أكثر العناصر وفرة على سطح القمر. تم إكتشاف الأكسجين الأول فى الصين القديمة عام 800 قبل الميلاد. وقد إفترض مكتشفه زو زينج هونج , وجوده عن طريق تسخين النيتر . وقد إفترض أن هذا الغاز هو إكسير الحياة .وتم بعد ذلك إعادة إكتشاف الأكسجين عن طريق عالم الصيدلة السويدي كارل ويليم شيلى تقريبا قبل عام 1773 , ولم يتم نشر إكتشافه قبل الإكتشاف المستقل للعالم جوزيف بريستلى فى الأول من أغسطس عام 1774 والذى أطلق على الغاز إسم معاكس الفلوجستون (شاهد الفلوجستون . وقام بريستلى بنشر اعماله عام 1775 وشيلى عام 1777 , وعادة ما يأخذ بريستلى الإهتمام لأنه قام بالنشر أولا . وقد تم تسميته عن طريق أنتوني لاورنت لافواسير بعد إكتشافات بريستلى عام 1775 . الكلمة أكسجين تم إشتقاقها من كلمتان إغريقيتان أكسى وتعنى حمض , جينوماى متسبب .
يعتقد أن الأكسجين غير المرتبط وجد في أول الأمر على سطح الأرض كناتج لعمليات التأيض للبكتريا ثم تواجد الأكسجين الحر فى الغلاف الجوي بعد ذلك فى العصر الجيولوجي وحتى الآن عن طريق التمثيل الضوئي للنبات النبات. للأكسجين ثلاث نظائر مستقرة و10 نظائر مشعة . وكل النظائر المشعة لها عمر نصف أقل من ثلاث دقائق . فيما يلي أهم خصائص ذرة الأكسجين:
صفات عامة
الإسم، العدد الذري، الرمز
أكسجين, O, 8
سلاسل كيميائية
لا فلز
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي
16، 2، P
المظهر
بدون لون
كتلة ذرية
(3) 15.9994 غم / مول
التوزيع الإلكتروني
1S2)2S22P4
عدد الإلكترونات لكل مستوى
2، 6
نظائر الأكسجين
نظير
نسبة وجوده
16O
99.762 %
O يكون ثابت وله 8 نيوترون
17O
0.038 %
O يكون ثابت وله 9 نيوترون
18O
0.2 %
O يكون ثابت وله 10 نيوترون
الخواص الذرية
البنية البلورية
مكعب
حالة التأكسد
-2 ، -1(أكسيد طبيعي)
سالبية كهربية
3.44 (مقياس باولنج)
طاقة التأين بالكيلو جول لكل مول
الأولى 1313.91
الثانية 3388.3
الثالثة 5300.5
نصف قطر ذري
60 بيكومتر
نصف قطر ذري (حسابيا)
48 بيكومتر
نصف القطر التساهمي
73 بيكومتر
نصف قطر فان دير فال
152 بيكومتر
غاز الأكسجين O2
فى ظروف الحرارة والضغط القياسية , يتواجد الأكسجين فى الحالة الغازية يتكون الأكسجين من جزيئات ثنائية الذرة لها الشكل O2. غاز الأكسجين لا لون ولا طعم ولا رائحة له. يكون O2 له شكلان حسب الطاقة : الشكل ذو الطاقة الأقل ، غالبا ما يكون أحاى الرابطة راديكال ثنائي أكسجين، والشكل ذو الطاقة الأعلى ، يكون جزيء ثنائي الرابطة. وهذه الطبيعة للراديكال الثنائي يعزى إليها التغير فى الطبيعة الكيميائية وشذوذ الأكسجين عن باقي الغازات ثنائية الذرات مما يجعل له خصائص مغناطيسية على الرغم من امتلاكه عدد زوجي من الإلكترونات. كما يعتبر غاز الأكسجين من الغازات شديدة التفاعل.
الأكسجين مركب أساسي للهواء , يتكون من النباتات خلال عمليات البناء الضوئي ، وهو مهم للتنفس فى الكائنات الحية التى تعتمد على الهواء فى تنفسها .
الأكسجين السائل والصلب لهما لون أزرق فاتح وكلاهما مغناطيسي مساير (بارا مغناطيسي) قوى . يتم الحصول على الأكسجين السائل غالبا من التقطير الجزئي للهواء المسال .
فيما يلي أهم خصائص غاز الأكسجين:
الحالة
غاز
درجة التجمد ( الانصهار)
54.36 كلفن-218.79 مئوية °-361.82 فهرنهايت °
درجة الغليان (التكاثف)
90.20 كلفن-182.95 مئوية °-297.31 فهرنهايت °
طاقة الانصهار بالكيلو جول لكل مول
0.444
طاقة التبخربالكيلو جول لكل مول
6.82
السعة الحرارية جول لكل مول. درجة مطلقة
عند 25 درجة مئوية
29.378
يتم إستخدام الأكسجين بكثرة كمادة مؤكسده , ولا يوجد عنصر أعلى منه فى السالبية الكهربية سوى الفلور . ويتم إستخدام الأكسجين السائل كمادة مؤكسدة فى دفع الصواريخ .كما أن الأكسجين أساسي فى عمليات التنفس , ولذا فإن له دور أساسي فى الطب . كما أن متسلقى الجبال ومن يقومون بإستخدام الطائرات يكون لديهم إمدادات إضافية من الأكسجين . ويستخدم الأكسجين أيضا فى اللحام . وفى صناعة كل من الصلب وميثانول .
الأكسجين من العناصر التى تثير البهجة , ولذا فإنه يتم إستخدامه فى المنتجعات حتى الأوقات الحديثة . كما يلاحظ وجود أعمدة الأكسجين حتى الأن فى الحفلات . فى القرن التاسع عشر كان يتم خلطه مع أكسيد النيتروز لعمل نوع من أنوع المسكنات , ويتم إستخدام نوعية من هذه المسكنات إلى الآن .
مركبات الأكسجين
نظرا لأن الأكسجين له كهرسالبية , فإنه يكون روابط كيميائية مع كل العناصر الأخرى تقريبا ( وكان ذلك أصل كلمة أكسدة ) . العناصر القليلة التى إستطاعت الهروب من الأكسدة هى الغازات النبيلة . وأكثر الأكاسيد شهرة هو ثانى أكسيد الهيدروجين أو الماء H2O). كما أن هناك مركبات أخرى مشهورة تتضمن الكربون والأكسجين مثل ثانى أكسيد الكربون (CO2), الكحولات(R-OH), ألهيد (R-CHO), والأحماض الكربوكسيلية (R-COOH). كما أن الراديكالات المتأكسدة مثل كلورات (ClO3-), بيركلورات ClO4-, كرومات CrO42-, ثنائي كرومات Cr2O72-, برمنجنات , والنيترات NO3- عوامل مؤكسدة قوية . وهناك فلزات عديدة مثل الحديد ترتبط مع الأكسجين أكسيد حديد ثلاثي Fe2O3. أوزون O3 يتكون بالتفريغ الكهرستاتيكي فى وجود الأكسجين الجزيئي . جزيء الأكسجين الثنائي (O2)2 معروف ويتواجد كمكون بسيط فى الأكسجين السائل . إيبوكسيد هو إثير تكون ذرة الأكسجين فيه جزء من حلقة ثلاثية الذرات.
الأكسجين عنصر متآصل (له أشكال عنصرية متعددة). من هذه الأشكال الأوزون O3 الذي سنتكلم عنه بالتفصيل فيما يلي و الأكسجين الرباعي O4 وهو مادة صلبة ذات لون أحمر غامق ويتم الحصول عليه بتأثير الضغط على غاز الأكسجين بمقدار 20 جيجا باسكال. وتم دراسته ليتم إستخدامه فى وقود الصواريخ والتطبيقات المشابهه , وهو مادة مؤكسدة أقوى من غاز الأكسجين أو من الأوزون.
الأوزون غاز أزرق لأنه يمتص الشعاع الأحمر و بأطوال أمواج قصوى 557.4 و 601.9 نانومتر، غير ثابت (سهل التفكك)، لا خواص مغناطيسية له، رائحته حادة جدا (لاذعة)، أخذ اسمه من الكلمة اليونانية التي تعني الشم. بين شونبين سنة 1840 أنه يمكن شم رائحته حتى تركيز 0.01 بالمليون. لحد تركيز 1 جزء بالمليون إن استنشق لمدة لا تزيد عن 10 دقائق لا يعتبر ساما أما بتركيز أكبر من ذلك فيعتبر مادة سامة. شكل الجزيء منحني بزاوية حوالي 117 درجة، طول الرابطة فية 127.8 بيكومتر، درجة انصهاره(تجمده) -192.5 مئوية، درجة غليانه (تكاثفه) -111.9 مئوية. الأوزون بحالة الصلابة و السيولة متفجر نتيجة تفككه لـ غاز الأكسجين. كثافة الأوزون في الحالة السائلة عند درجة -119.4 مئوية هي 1.354 غم/سم3. و كثافته في الحالة الصلبة عند درجة -195.8 مئوية هي 1.728 غم/سم3. من أهم خواص الأوزون أنه يمتص الأشعة فوق البنفسجية الضارة و عالية التردد ما بين 290-220 نانومتر و بطول موجة قصوى 255.3 نانومتر، هذه الخاصية في هذا الغاز هي المسؤولة عن حماية الأرض من هذه الأشعة الضارة. يوجد الأوزون في طبقة الستراتوسفير و التي تمتد من نهاية طبقة التربوسفير(طبقة المناخ) إلى حوالي 50 كم من سطح الأرض، حيث يتركز ما بين 20-30 كم من سطح الأرض. يعمل الأوزون على رفع درجة حرارة طبقة الستراتوسفيرلحوالي الصفر مئوية نتيجة امتصاصه للأشعة فوق البنفسجية. مواد الفلورو كلورو كربون و التي يستعملها الإنسان في علب الرش تعمل على تفكيك طبقة الأوزون، حيث تم اكتشاف ذلك سنة 1974. مما أدى إلى وجود ثقب في طبقة الأوزون الذي اكتشف وجوده فوق القطب الجنوبي سنة 1985. يمكن تحضير غاز الأوزون مخبريا من غاز الأكسجين. لغاز الأوزون الكثير من الإستخدامات منها أنه مادة معقمة و عامل مؤكسد في التغاعلات الكيميائية. وجود غاز الأوزون هام جدا في طبقة الستراتوسفير لحماية الأرض من الأشعة الضارة أما وجوده على سطح الأرض يعتبر مادة ملوثة، خطرة و سامة.
function openwingr_eid(exp_path) {
width=screen.width/2 - 250;
height=screen.height/2 - 250;
windowprops = "top="+height+",left="+width+",resizable=yes,width=500,height=500,status=no";
window.open(exp_path, "popupPage", windowprops);
}
الاكسجين
الأكسجين هو أحد العناصر الكيميائية الموجودة فى الجدول الدوري وله الرمز O ورقم ذري 8 . هذا العنصر شائع للغاية ، يوجد بأشكاله العنصرية (O2,O3 ) كما يوجد مرتبطا مع غيره من العناصر. يشكل ما نسبته 23 % من مجمل كتلة الغلاف الغازي و 46 % من مجمل كتلة اليابسة و أكثر من 85 % من مجمل الغلاف المائي. كما يشكل أكثر العناصر وفرة على سطح القمر. تم إكتشاف الأكسجين الأول فى الصين القديمة عام 800 قبل الميلاد. وقد إفترض مكتشفه زو زينج هونج , وجوده عن طريق تسخين النيتر . وقد إفترض أن هذا الغاز هو إكسير الحياة .وتم بعد ذلك إعادة إكتشاف الأكسجين عن طريق عالم الصيدلة السويدي كارل ويليم شيلى تقريبا قبل عام 1773 , ولم يتم نشر إكتشافه قبل الإكتشاف المستقل للعالم جوزيف بريستلى فى الأول من أغسطس عام 1774 والذى أطلق على الغاز إسم معاكس الفلوجستون (شاهد الفلوجستون . وقام بريستلى بنشر اعماله عام 1775 وشيلى عام 1777 , وعادة ما يأخذ بريستلى الإهتمام لأنه قام بالنشر أولا . وقد تم تسميته عن طريق أنتوني لاورنت لافواسير بعد إكتشافات بريستلى عام 1775 . الكلمة أكسجين تم إشتقاقها من كلمتان إغريقيتان أكسى وتعنى حمض , جينوماى متسبب .
يعتقد أن الأكسجين غير المرتبط وجد في أول الأمر على سطح الأرض كناتج لعمليات التأيض للبكتريا ثم تواجد الأكسجين الحر فى الغلاف الجوي بعد ذلك فى العصر الجيولوجي وحتى الآن عن طريق التمثيل الضوئي للنبات النبات. للأكسجين ثلاث نظائر مستقرة و10 نظائر مشعة . وكل النظائر المشعة لها عمر نصف أقل من ثلاث دقائق . فيما يلي أهم خصائص ذرة الأكسجين:
صفات عامة
الإسم، العدد الذري، الرمز
أكسجين, O, 8
سلاسل كيميائية
لا فلز
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي
16، 2، P
المظهر
بدون لون
كتلة ذرية
(3) 15.9994 غم / مول
التوزيع الإلكتروني
1S2)2S22P4
عدد الإلكترونات لكل مستوى
2، 6
نظائر الأكسجين
نظير
نسبة وجوده
16O
99.762 %
O يكون ثابت وله 8 نيوترون
17O
0.038 %
O يكون ثابت وله 9 نيوترون
18O
0.2 %
O يكون ثابت وله 10 نيوترون
الخواص الذرية
البنية البلورية
مكعب
حالة التأكسد
-2 ، -1(أكسيد طبيعي)
سالبية كهربية
3.44 (مقياس باولنج)
طاقة التأين بالكيلو جول لكل مول
الأولى 1313.91
الثانية 3388.3
الثالثة 5300.5
نصف قطر ذري
60 بيكومتر
نصف قطر ذري (حسابيا)
48 بيكومتر
نصف القطر التساهمي
73 بيكومتر
نصف قطر فان دير فال
152 بيكومتر
غاز الأكسجين O2
فى ظروف الحرارة والضغط القياسية , يتواجد الأكسجين فى الحالة الغازية يتكون الأكسجين من جزيئات ثنائية الذرة لها الشكل O2. غاز الأكسجين لا لون ولا طعم ولا رائحة له. يكون O2 له شكلان حسب الطاقة : الشكل ذو الطاقة الأقل ، غالبا ما يكون أحاى الرابطة راديكال ثنائي أكسجين، والشكل ذو الطاقة الأعلى ، يكون جزيء ثنائي الرابطة. وهذه الطبيعة للراديكال الثنائي يعزى إليها التغير فى الطبيعة الكيميائية وشذوذ الأكسجين عن باقي الغازات ثنائية الذرات مما يجعل له خصائص مغناطيسية على الرغم من امتلاكه عدد زوجي من الإلكترونات. كما يعتبر غاز الأكسجين من الغازات شديدة التفاعل.
الأكسجين مركب أساسي للهواء , يتكون من النباتات خلال عمليات البناء الضوئي ، وهو مهم للتنفس فى الكائنات الحية التى تعتمد على الهواء فى تنفسها .
الأكسجين السائل والصلب لهما لون أزرق فاتح وكلاهما مغناطيسي مساير (بارا مغناطيسي) قوى . يتم الحصول على الأكسجين السائل غالبا من التقطير الجزئي للهواء المسال .
فيما يلي أهم خصائص غاز الأكسجين:
الحالة
غاز
درجة التجمد ( الانصهار)
54.36 كلفن-218.79 مئوية °-361.82 فهرنهايت °
درجة الغليان (التكاثف)
90.20 كلفن-182.95 مئوية °-297.31 فهرنهايت °
طاقة الانصهار بالكيلو جول لكل مول
0.444
طاقة التبخربالكيلو جول لكل مول
6.82
السعة الحرارية جول لكل مول. درجة مطلقة
عند 25 درجة مئوية
29.378
يتم إستخدام الأكسجين بكثرة كمادة مؤكسده , ولا يوجد عنصر أعلى منه فى السالبية الكهربية سوى الفلور . ويتم إستخدام الأكسجين السائل كمادة مؤكسدة فى دفع الصواريخ .كما أن الأكسجين أساسي فى عمليات التنفس , ولذا فإن له دور أساسي فى الطب . كما أن متسلقى الجبال ومن يقومون بإستخدام الطائرات يكون لديهم إمدادات إضافية من الأكسجين . ويستخدم الأكسجين أيضا فى اللحام . وفى صناعة كل من الصلب وميثانول .
الأكسجين من العناصر التى تثير البهجة , ولذا فإنه يتم إستخدامه فى المنتجعات حتى الأوقات الحديثة . كما يلاحظ وجود أعمدة الأكسجين حتى الأن فى الحفلات . فى القرن التاسع عشر كان يتم خلطه مع أكسيد النيتروز لعمل نوع من أنوع المسكنات , ويتم إستخدام نوعية من هذه المسكنات إلى الآن .
مركبات الأكسجين
نظرا لأن الأكسجين له كهرسالبية , فإنه يكون روابط كيميائية مع كل العناصر الأخرى تقريبا ( وكان ذلك أصل كلمة أكسدة ) . العناصر القليلة التى إستطاعت الهروب من الأكسدة هى الغازات النبيلة . وأكثر الأكاسيد شهرة هو ثانى أكسيد الهيدروجين أو الماء H2O). كما أن هناك مركبات أخرى مشهورة تتضمن الكربون والأكسجين مثل ثانى أكسيد الكربون (CO2), الكحولات(R-OH), ألهيد (R-CHO), والأحماض الكربوكسيلية (R-COOH). كما أن الراديكالات المتأكسدة مثل كلورات (ClO3-), بيركلورات ClO4-, كرومات CrO42-, ثنائي كرومات Cr2O72-, برمنجنات , والنيترات NO3- عوامل مؤكسدة قوية . وهناك فلزات عديدة مثل الحديد ترتبط مع الأكسجين أكسيد حديد ثلاثي Fe2O3. أوزون O3 يتكون بالتفريغ الكهرستاتيكي فى وجود الأكسجين الجزيئي . جزيء الأكسجين الثنائي (O2)2 معروف ويتواجد كمكون بسيط فى الأكسجين السائل . إيبوكسيد هو إثير تكون ذرة الأكسجين فيه جزء من حلقة ثلاثية الذرات.
الأكسجين عنصر متآصل (له أشكال عنصرية متعددة). من هذه الأشكال الأوزون O3 الذي سنتكلم عنه بالتفصيل فيما يلي و الأكسجين الرباعي O4 وهو مادة صلبة ذات لون أحمر غامق ويتم الحصول عليه بتأثير الضغط على غاز الأكسجين بمقدار 20 جيجا باسكال. وتم دراسته ليتم إستخدامه فى وقود الصواريخ والتطبيقات المشابهه , وهو مادة مؤكسدة أقوى من غاز الأكسجين أو من الأوزون.
الأوزون غاز أزرق لأنه يمتص الشعاع الأحمر و بأطوال أمواج قصوى 557.4 و 601.9 نانومتر، غير ثابت (سهل التفكك)، لا خواص مغناطيسية له، رائحته حادة جدا (لاذعة)، أخذ اسمه من الكلمة اليونانية التي تعني الشم. بين شونبين سنة 1840 أنه يمكن شم رائحته حتى تركيز 0.01 بالمليون. لحد تركيز 1 جزء بالمليون إن استنشق لمدة لا تزيد عن 10 دقائق لا يعتبر ساما أما بتركيز أكبر من ذلك فيعتبر مادة سامة. شكل الجزيء منحني بزاوية حوالي 117 درجة، طول الرابطة فية 127.8 بيكومتر، درجة انصهاره(تجمده) -192.5 مئوية، درجة غليانه (تكاثفه) -111.9 مئوية. الأوزون بحالة الصلابة و السيولة متفجر نتيجة تفككه لـ غاز الأكسجين. كثافة الأوزون في الحالة السائلة عند درجة -119.4 مئوية هي 1.354 غم/سم3. و كثافته في الحالة الصلبة عند درجة -195.8 مئوية هي 1.728 غم/سم3. من أهم خواص الأوزون أنه يمتص الأشعة فوق البنفسجية الضارة و عالية التردد ما بين 290-220 نانومتر و بطول موجة قصوى 255.3 نانومتر، هذه الخاصية في هذا الغاز هي المسؤولة عن حماية الأرض من هذه الأشعة الضارة. يوجد الأوزون في طبقة الستراتوسفير و التي تمتد من نهاية طبقة التربوسفير(طبقة المناخ) إلى حوالي 50 كم من سطح الأرض، حيث يتركز ما بين 20-30 كم من سطح الأرض. يعمل الأوزون على رفع درجة حرارة طبقة الستراتوسفيرلحوالي الصفر مئوية نتيجة امتصاصه للأشعة فوق البنفسجية. مواد الفلورو كلورو كربون و التي يستعملها الإنسان في علب الرش تعمل على تفكيك طبقة الأوزون، حيث تم اكتشاف ذلك سنة 1974. مما أدى إلى وجود ثقب في طبقة الأوزون الذي اكتشف وجوده فوق القطب الجنوبي سنة 1985. يمكن تحضير غاز الأوزون مخبريا من غاز الأكسجين. لغاز الأوزون الكثير من الإستخدامات منها أنه مادة معقمة و عامل مؤكسد في التغاعلات الكيميائية. وجود غاز الأوزون هام جدا في طبقة الستراتوسفير لحماية الأرض من الأشعة الضارة أما وجوده على سطح الأرض يعتبر مادة ملوثة، خطرة و سامة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق