Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
КИСЛОРОД

КИСЛОРОД

КИСЛОРОД (Oxygenium), O,- хим. элемент VI группы периодич. системы элементов, ат. номер 8, ат. масса 15,9994 а. е. м. Природный К. состоит из трёх стабильных изотопов: ¹⁶ О(99,762%),¹⁷ О (0,038%) и ¹⁸O (0,200%). Ядра атомов ¹⁶ О содержат 8 протонов и 8 нейтронов и обладают особой устойчивостью; они являются самыми распространёнными ядрами земной коры. Тетраэдрич. атомный радиус К. (при координац. числе 4) равен 0,066 нм, октаэдрич. (координац. число 6) 0,074 нм, радиус иона О ^2- 0,136 нм. Электронная конфигурация внеш. оболочки 2s²p⁴. Энергии последоват. ионизации 13,618, 35,117 и 54,90 эВ. Сродство к электрону 1,467 эВ. Значение электроотрицательности 3,50.

К. существует в виде двух простых веществ: собственно К. с молекулой O₂ и озона O₃, к-рый образуется, напр., в электрич. разрядах в атмосфере. Молекулы О ₂ достаточно устойчивы, энергия их диссоциации 493,6 кДж/моль (при 0 К), межъядерное расстояние 0,120735 нм. Энергия ионизации молекулы O₂ 12,2 эВ, сродство к электрону 0,94 эВ. В молекуле О ₃ межъядерное расстояние 0,12717 нм, валентный угол О-О-О 116,78°. Озон неустойчив и легко распадается О, O₂+O.

К. O₂ - бесцветный газ без запаха и вкуса; озон О ₃ обладает синей окраской и имеет резкий запах. К. О ₂ при О °С имеет теплоёмкость с _р=29,27 Дж/мольК, c_V=20,5 Дж/мольК, t _кип = -192,98°С, t _пл = -218,7°С. Твёрдый К. при темп-ре ниже -249,3 °С имеет ромбич. кристаллич. решётку ( -О, синие кристаллы), при темп-ре -249,3 °С переходит в -О с ромбоэдрич. кристаллич. решёткой. При темп-ре выше -229,4 °С существует -О с кубич. кристаллич. решёткой. Плотность газообразного К. 1,42897 кг/м ³ (при О °С и нормальном давлении), жидкого - 1,1321 кг/дм ³ (при t _кип), твёрдого -1,46 кг/дм ³ (при -252,7 °С). Кри-тич. темп-pa - 118,84 °С, критич. давление 4,97 МПа, теплота испарения 6,82 кДж/моль, теплота плавления 0,443 кДж/моль. При 0 °С теплопроводность 24мВт/м-К, диэлектрич. проницаемость 1,000547, вязкость 18,9 мкПа-с. Парамагнитен, магн. восприимчивость = 107,8-10^-9 (при 20°С). Растворимость К. в 1м ³ воды при нормальном давлении 0,031 м ³ (20 °С) и 0,049 м ³(0°С).

В соединениях К. проявляет степень окисления -2, реже -1. Обладает высокой реакц. способностью (хим. активность О ₃ выше, чем O₂) и образует соединения почти со всеми хим. элементами. Бинарные соединения, в к-рых атомы К. не связаны между собой, наз. оксидами (CaO, SO₂ и др.). Соединения, содержащие группировку О-О, наз. пероксидами (напр., пероксид водорода Н ₂O₂). Хим. реакции с участием К. (реакции окисления) обычно сопровождаются выделением большого кол-ва тепла.

К. используют для интенсификации разл. процессов (напр., при выплавке стали). Жидкий К. служит окислителем ракетного топлива, его применяют при изготовлении взрывчатых веществ. Озон ядовит, способен сильно раздражать глаза и дыхат. пути. Находит применение искусств. ^- -радиоактивный нуклид ¹⁹O (=27 с).

Лит.: Кислород. Справочник, под ред. Д. Л. Глизманенко, ч. 1-2, М., 1967. С. С. Бердоносов.