Кислород, аллотропия, нахождение в природе и способы получения, химические свойства

   Молекула воды имеет почти  тетраэдрическое строение, угол  Н-О-Н равен 104⁰30^,. Связи в молекуле кислорода и соответственно положительных зарядов у водорода:

 

             Н

  Ө              О      Ө

             Н

   Из-за высокой прочности связей  Н-О водород с трудом отщепляется  от кислорода и вода проявляет очень слабые свойства. Многие свойства воды определяются распределением зарядов. Например, молекула воды образует с ионом метала гидрат:

М ^п+ + Ө ОН₂ Ө = [М^Ө Ө (ОН2) Ө]^п+

Одну  электронную пару вода отдает акцептору, которым может быть Н⁺:

Н+ ← : ОН₂ = Н:ОН₂⁺    или   Н₃О⁺ (ион гидроксония)

Молекулы  воды связываются друг с другом в  большие агрегаты (Н₂О)_х слабыми водородными связями (энергия связи ~21 кДж)

Ө    Ө            Ө    Ө

Н –  О - - - - - Н - О

        ׀                    ׀

       Н                   Н 

    Вода в системе водородных  связей подвергается диссоциации  в очень слабой степени, достигающей  концентрации 10^-7 моль/л. Очевидно, расщепление связи, показанное квадратными скобками, приводит к образованию гидроксид-иона ОН^- и иона гидроксония Н₃О⁺:

                      Ө

Н –  О - - - - - Н    - О^Ө

        ׀                       ׀

       Н                      Н      → Н₃О⁺ + ОН^- 
 

         Другим соединением, состоящим  только из водорода и кислорода,  является пероксид водорода Н2О2. Название «пероксид» принято для соединений, содержащих связь –О-О-. пероксид водорода имеет строение асимметрично изогнутой цепи:

    Н

            О – О

                           Н

Пероксид  водорода получают по реакции пероксида  металла с кислотой

BaO₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + H₂O₂

Либо  разложением пероксодисерной кислоты H2S2O8 ,которую получают электролитически:

2HSO₄^- = Y2S2O8 + 2e^-

H₂S₂O₈ + 2H₂O = H₂O₂ + 2H₂SO₄

   Концентрированный раствор Н2О2 может быть получен специальными методами дистилляции. Пероксид водорода используют как окислитель в двигателях ракет. Разбавленные растворы пероксида служат антисептиками, отбеливателями и мягкими окислителями. Н2О2 добавляют ко многим кислотам и оксидам для получения соединений, аналогичных гидратам. В присутствии сильного окислителя (например, MnO₂ или MnO₄^-) Н₂О₂ окисляется, выделяя кислород и воду.

          Оксоанионы и оксокатионы – кислородосодержащие частицы, имеющие остаточный отрицательный (оксоанионы) или остаточный положительный (оксокатионы) заряд. Ион О^2- имеет высокое сродство (высокую реакционную способность) к положительно заряженным частицам типа Н⁺. Простейшим представителем стабильных оксоанионов является гидроксид-ион ОН^-. Это объясняет неустойчивость атомов с высокой зарядовой плотностью и их частичную стабилизацию в результате присоединения частицы с положительным зарядом. Поэтому при действии активного металла (или его оксида) на воду образуется ОН^-, а не О^2-:

  2Na + 2Н₂О = 2Na⁺ + 2OH^- + H₂        или        Na₂O + H₂O = 2Na⁺ +2OH^-

    Более  сложные оксоанионы образуются из кислорода с ионом металла или неметаллической частицей, имеющей большой положительный заряд, в результате получается низко заряженная частица, обладающая большей стабильностью, например:

Mn⁷⁺ → MnO₄^-          P⁵⁺ → PO₄^3-       PO₃^-

Cr⁶⁺ → CrO₄^2-            S⁶⁺ → SO₄^2-

N³⁺ → NO₂^-                Cl⁷⁺ → ClO₄^-

N⁵⁺ → NO₃^- 
 
 
 
 
 

Перечень  литературы:

1. Г.П.Хомченко «Химия для поступающих в вузы». Москва. Высшая школа, 1985 год.
2. В.А. Крицман «Книга для чтения по неорганической химии». Москва . Посвящение, 1974 год.
3. И.К. Владовская, К.И.Лукашев «Химические элементы и жизнь в биосфере». Минск. Высшая школа, 1981 год.
4. http://n-t.ru/ri/ps/pb008.htm
5. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%D8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4
6. http://www.bigpi.biysk.ru/encicl/articles/42/1004243/1004243A.htm