Kyslík | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tekutý kyslík v kádince. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pozice v periodické tabulce | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Symbol | Ó | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Příjmení | Kyslík | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Protonové číslo | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Skupina | 16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Doba | 2 e období | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Blok | Blok p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rodina prvků | Nekovový | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronická konfigurace | [ He ] 2 s 2 2 p 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrony podle energetické úrovně | 2, 6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomové vlastnosti prvku | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomová hmotnost | 15,9994 ± 0,0003 u (atom O) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomový poloměr (výpočet) | 60 hodin ( 48 hodin ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalentní poloměr | 66 ± 14 hodin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van der Waalsův poloměr | 140 hodin | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidační stav | -2, -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativita ( Pauling ) | 3.44 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionizační energie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 re : 13,61 1805 eV | 2 e : 35,1211 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 e : 54,9355 eV | 4. th : 77,41353 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 e : 113,8990 eV | 6 e : 138,1197 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 e : 739,29 eV | 8 e : 871,4101 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nejstabilnější izotopy | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jednoduché fyzikální vlastnosti těla | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Obyčejný stav | paramagnetický plyn | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Allotropic ve standardním stavu | Kyslík O 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ostatní alotropi | Ozon O 3, Singletový kyslík O 2 *, cyklický ozon O 3, Tetraoxygen O 4, oktaoxygen O 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Objemová hmotnost | 1,42763 kg · m -3 TPN (molekula O2) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Krystalový systém | Krychlový | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Barva | bezbarvý | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fúzní bod | -218,79 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bod varu | -182,95 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fúzní energie | 0,22259 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Odpařovací energie | 3,4099 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritická teplota | -118,56 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritický tlak | 5 043 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Trojitý bod | -218,79 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molární objem | 22,414 × 10 -3 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rychlost zvuku | 317 m · s -1 až 20 ° C , 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masivní teplo | 920 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tepelná vodivost | 0,02674 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rozličný | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N O CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Opatření | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kyslík O 2 :
Nebezpečí H270, H280, P220, P244, P370 + P376, P403, H270 : Může způsobit nebo zesílit požár; oxidační činidlo H280 : Obsahuje plyn pod tlakem; při zahřátí může explodovat P220 : Uchovávejte / skladujte mimo oděv /… / hořlavé materiály P244 : Zajistěte, aby na redukčních ventilech nebyl žádný tuk nebo olej. P370 + P376 : V případě požáru: Zastavte únik, pokud je to možné provést bez rizika. P403 : Uchovávejte na dobře větraném místě. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Doprava | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kyslík O 2 :
25 : oxidující plyn (podporuje požár) UN číslo : 1072 : STLAČENÝ KYSLÍK Třída: 2.2 Štítky: 2.2 : nehořlavé, netoxické plyny (odpovídá skupinám označeným A nebo velkým O); 5.1 : Oxidační látky Balení: -
225 : chlazený zkapalněný plyn, oxidační činidlo (podporuje požár) UN číslo : 1073 : CHLAZENÝ KAPALNÝ KYSLÍK Třída: 2.2 Štítky: 2.2 : nehořlavé, netoxické plyny (odpovídá skupinám označeným velkým A nebo O); 5.1 : Oxidační látky Balení: - |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jednotky SI & STP, pokud není uvedeno jinak. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kyslík je chemický prvek ze atomové číslo 8 až symbolu O. Jedná se o skupiny pro držení skupiny z chalkogeny , často nazývaný skupina kyslíku . Nezávisle objevil v roce 1772 Švéd Carl Wilhelm Scheele v Uppsale a v roce 1774 Pierrem Bayenem v Châlons-en-Champagne a Britem Josephem Priestleym ve Wiltshire , kyslík byl takto pojmenován v roce 1777 francouzským Antoinem Lavoisierem a jeho manželkou v Paříži od starořečtiny ὀξύς / oxús („akutní“, to znamená zde „kyselina“) a γενής / genḗs („generátor“), protože Lavoisier si mylně myslel - že je spojena oxidace a okyselování - že:
„Dali jsme základnu prodyšné části vzduchu název kyslíku, pocházející to ze dvou řeckých slov ὀξύς , kyselina a γείνομαι , já vytvářet , protože skutečně jedním z nejvíce obecných vlastností tohoto základu [Lavoisier mluví kyslíku] je za vzniku kyselin kombinací s většinou látek. Budeme tedy nazývat plynný kyslík spojení této báze s kalorickými. "
Molekula s chemickým vzorcem O 2, chemiky běžně nazývaný „kyslík“, ale „ dioxygen “, se skládá ze dvou atomů kyslíku spojených kovalentní vazbou : za normálních podmínek teploty a tlaku je dioxygen plyn , který představuje 20,8% objemu zemské atmosféry na moři Úroveň .
Kyslík je nekov, který velmi snadno tvoří sloučeniny , zejména oxidy , s prakticky všemi ostatními chemickými prvky. Výsledkem tohoto zařízení jsou vysoké tréninkové energie, ale kineticky není dioxygen při pokojové teplotě příliš reaktivní. Směs dioxygenu a dihydrogenu, železa nebo síry atd. Se tedy vyvíjí jen velmi pomalu.
Je to hmotnostně třetí nejhojnější prvek ve vesmíru po vodíku a héliu a nejhojnější z prvků v zemské kůře ; kyslík tedy představuje na Zemi :
Země byla původně bez kyslíku. Vznikl díky fotosyntéze prováděné rostlinami , řasami a sinicemi , které se objevily asi před 2,8 miliardami let. Kyslíku O 2je toxický pro anaerobní organismy , které zahrnovaly první formy života, které se objevily na Zemi, ale je nezbytný pro dýchání aerobních organismů , které dnes tvoří velkou většinu živých druhů. Buněčné dýchání je sada metabolických cest , jako je Krebsova cyklu a dýchacího řetězce , například krmen glykolýzy a beta-oxidaci , při níž buněčné energie v podobě ATP a snížení energie ve formě NADH + H + a FADH 2.
Akumulací kyslíku O 2 v zemské atmosféřevýsledkem fotosyntézy se pod vlivem slunečního záření vytvořila ozónová vrstva na základně stratosféry . Ozon je allotrope kyslíku v chemickém vzorci O 3více oxidační činidlo než kyslík - což už je to znečišťující nežádoucí, pokud jsou přítomny v troposféře na úrovni země - ale který má tu vlastnost, že absorbuje ultrafialové paprsky na slunce a tím chrání biosféru tohoto škodlivého záření: ozonová vrstva byla štít, který umožnil první suchozemské rostliny, které opustily oceány téměř před 475 miliony let.
Obsah kyslíku v oceánech již několik let významně poklesl. Toto odkysličení oceánu - v důsledku globálního oteplování a vypouštění zemědělských hnojiv - ovlivňuje mořskou biologickou rozmanitost. Oceány za posledních 50 let ztratily 77 miliard tun kyslíku.
V průmyslu má jako okysličovadlo obrovský význam. V elektrárnách se palivo spaluje buď vzduchem, nebo čistým kyslíkem (proces „kyslík-palivo“). Kyslíkové štěpení těžkých ropných frakcí poskytuje cenné sloučeniny. V chemickém průmyslu se používá k výrobě kyseliny akrylové, velmi důležitého monomeru . Heterogenní katalytická oxidace je příslibem pro výrobu kyseliny hydroxymethyl-furfural a kyseliny benzoové . Je také slibnou surovinou pro elektrochemickou syntézu peroxidu vodíku. Oxidace vzduchem hraje velmi důležitou roli při přeměně nebezpečných plynů (CO, metan ) na CO 2 méně škodlivé.
Kyslík má sedmnáct izotopy, jejichž hmotnostní číslo se liší od 12 do 28. Kyslík přírodního původu se skládá ze tří stabilních izotopů : kyslíku 16 16 O, kyslíku 17 17 O a kyslíku 18 18 O. Kromě toho se kyslík je přiřazeno standardní atomovou hmotu z 15 999 4 u . Kyslík 16 je nejhojnější, jeho přirozená hojnost je 99,762%.
Většina kyslíku 16 je syntetizována na konci procesu fúze hélia uvnitř hmotných hvězd, ale část je také produkována během reakcí neonové fúze . Kyslík 17 se vyrábí hlavně fúzí vodíku do helia během cyklu CNO . Jedná se tedy o izotop společný pro zóny spalování vodíku hvězd. Většina kyslíku 18 je produkována, když dusík 14 14 N, který se hojně vyskytuje v cyklu CNO, zachytí jádro helia 4 4 He. Kyslík-18 je proto běžně přítomen v oblastech bohatých na hélium vyvinutých hmotných hvězd .
Bylo identifikováno čtrnáct radioizotopů . Nejstabilnější jsou kyslík 15 O s nejdelším poločasem (122,24 sekundy) a 14 14 O kyslík s poločasem 70,606 sekundy. Všechny ostatní radioaktivní izotopy mají poločasy kratší než 27 s a většina z nich má poločasy kratší než 83 milisekund. Kyslík 12 12 O má nejkratší životnost (580 × 10 −24 s ). Nejběžnějším typem radioaktivního rozpadu v izotopech lehčích než kyslík 16 je pozitronová emise, která produkuje dusík. Nejběžnějším typem rozpadu pro izotopy těžší než kyslík-18 je β radioaktivita vedoucí k fluoru .
Kyslíku 18 je indikátorem Palaeoclimatic používá znát teplotu v oblasti, v daném čase: čím větší je izotop poměr 18 O / 16 O je vysoká a odpovídající teplota je nízká. Tento poměr lze určit z ledových jader , stejně jako aragonit nebo kalcit z některých fosilií .
Tento proces je velmi užitečný k potvrzení nebo vyvrácení teorie o přirozených změnách suchozemského podnebí, jako jsou parametry Milanković .
Jako stabilní izotopový marker se používá k měření jednosměrného toku kyslíku absorbovaného během fotosyntézy fenoménem fotorespirace. Bylo prokázáno, že před zvýšením CO 2v průmyslové době byla polovina kyslíku emitovaného listy reabsorbována. To snížilo účinnost fotosyntézy o polovinu (Gerbaud a André, 1979-1980).
Z | Živel | Hmotnostní zlomek v částech na milion |
---|---|---|
1 | Vodík | 739 000 |
2 | Hélium | 240 000 |
8 | Kyslík | 10 400 |
6 | Uhlík | 4 600 |
10 | Neon | 1340 |
26 | Žehlička | 1090 |
7 | Dusík | 960 |
14 | Křemík | 650 |
12 | Hořčík | 580 |
16 | Síra | 440 |
Kyslík je nejhojnějším chemickým prvkem z hlediska hmotnosti v biosféře, vzduchu, vodě a horninách na Zemi. Je to také třetí nejhojnější prvek ve vesmíru po vodíku a heliu a představuje přibližně 0,9% hmotnosti Slunce . Představuje 49,2% hmotnosti zemské kůry a je hlavní složkou našich oceánů (88,8% jejich hmotnosti). Dioxygen je druhou nejdůležitější složkou zemské atmosféry , představuje 20,8% jejího objemu a 23,1% její hmotnosti (neboli 10 15 tun). Země, tím, že představuje tak vysokou rychlost plynného kyslíku v atmosféře, představuje výjimku mezi planetami sluneční soustavy : Kyslík ze sousední planety Marsu (což představuje pouze 0,1% objemu její atmosféry) a Venuše má mnohem nižší koncentrace. Kyslík obklopující tyto ostatní planety je však produkován pouze ultrafialovými paprsky působícími na molekuly obsahující kyslík, jako je oxid uhličitý .
Velká a neobvyklá koncentrace kyslíku na Zemi je výsledkem kyslíkových cyklů . Tento biogeochemický cyklus popisuje pohyby kyslíku uvnitř a mezi jeho třemi hlavními zásobníky na Zemi: atmosférou, biosférou a litosférou . Hlavním faktorem při realizaci těchto cyklů je fotosyntéza, která je hlavním odpovědným za aktuální obsah kyslíku na Zemi. Dioxygen je nezbytné, aby každý ekosystém : fotosyntetické živé bytosti uvolnit dikyslíkové do atmosféry, zatímco dýchání a rozkladu ze zvířat a rostlin je konzumovat. V současné rovnováze se výroba a spotřeba provádí ve stejných poměrech: každý z těchto přenosů odpovídá přibližně 1/2 000 celkového atmosférického kyslíku každý rok. Nakonec je kyslík základní složkou molekul, které se nacházejí ve všech živých věcech: aminokyseliny , cukry atd.
Kyslík také hraje důležitou roli ve vodním prostředí. Zvýšená rozpustnost kyslíku při nízkých teplotách má znatelný dopad na život v oceánech. Například hustota živých druhů je v polárních vodách vyšší kvůli vyšší koncentraci kyslíku. Voda znečištěna , obsahující živné látky pro rostliny, jako jsou dusičnany nebo fosforečnany mohou stimulovat růst řas prostřednictvím procesu nazývaného eutrofizaci a rozkladu těchto a jiných biomateriálů může snížit množství kyslíku v eutrofních vodách. Vědci hodnotí tento aspekt kvality vody měřením biologické potřeby kyslíku ve vodě nebo množství kyslíku potřebného pro návrat k normální koncentraci O 2 ..
Za normálních teplotních a tlakových podmínek je kyslík ve formě bez zápachu a bezbarvého plynu, dioxygen , s chemickým vzorcem O 2. V této molekule jsou dva atomy kyslíku navzájem chemicky vázány ve stavu tripletů . Tato vazba, mající řád 2, je často zjednodušeným způsobem reprezentována dvojnou vazbou nebo asociací dvou elektronové vazby a dvou tří elektronových vazeb. Tripletový stav kyslíku je základní stav molekuly kyslíku. Elektronická konfigurace molekuly obsahuje dva nepárové elektrony zabírající dva degenerované molekulární orbitaly . Říká se, že tyto orbitaly jsou anti- vazebné a snižují pořadí vazeb ze tří na dvě, takže dioxygenová vazba je slabší než trojná vazba dinitrogenu, pro kterou jsou splněny všechny vazebné atomové orbitaly, ale několik antiliujících orbitalů není.
Ve svém normálním tripletním stavu je molekula dioxygenu paramagnetická , to znamená, že magnetizaci získává působením magnetického pole . To je způsobeno magnetickým spinovým momentem nepárových elektronů v molekule, jakož i negativní výměnou interakce mezi sousedními molekulami O 2 .. Kapalný kyslík může být přitahován k magnetu, takže při laboratorních experimentech může být kapalný kyslík udržován v rovnováze proti své vlastní hmotnosti mezi dvěma póly silného magnetu.
Singletový kyslík je název pro několik druhů excitovaného molekuly kyslíku, ve které jsou všechny otočení jsou spárované. V přírodě se běžně tvoří z vody během fotosyntézy pomocí energie ze slunečních paprsků. Vyrábí se také v troposféře fotolýzou ozonu světelnými paprsky krátkých vlnových délek a imunitním systémem jako zdrojem aktivního kyslíku. Tyto karotenoidy fotosyntetické organismy (ale také někdy zvířat), hrají významnou roli při absorbování energie ze singletového kyslíku a jeho převedením do jeho základního stavu bez napětí, než se může poškodit tkaniny.
Kyslík je velmi elektronegativní . Snadno tvoří mnoho iontových sloučenin s kovy ( oxidy , hydroxidy ). To také tvoří ionocovalent sloučeniny s nekovy (příklady: oxid uhličitý , oxid sírový ) a vstupuje do složení mnoha tříd organických molekul, jako jsou například alkoholy (R-OH), karbonyly R -CHO nebo R 2 CO a karboxylovou kyseliny (R-COOH).
Disociační energie diatomických molekul OX při 25 ° C v kJ / mol ( ):
H 429,91 |
Ahoj | |||||||||||||||||
Li 340,5 |
Být 437 |
B 809 |
C 1 076,38 |
N 631,62 |
O 498,36 |
F 220 |
narozený | |||||||||||
Na 270 |
Mg 358,2 |
Al 501,9 |
Si 799,6 |
P 589 |
S 517,9 |
Cl 267,47 |
Ar | |||||||||||
K 271,5 |
Ca 383,3 |
Sc 671,4 |
Ti 666,5 |
V 637 |
Cr 461 |
Mn 362 |
Fe 407 |
Co 397,4 |
Ni 366 |
Cu 287,4 |
Zn 250 |
Ga 374 |
Ge 657,5 |
Eso 484 |
Se 429,7 |
Br 237.6 |
Kr 8 |
|
Rb 276 |
Sr 426,3 |
Y 714,1 |
Zr 766,1 |
Num 726,5 |
Po 502 |
Tc 548 |
Ru 528 |
Rh 405 |
Pd 238.1 |
Ag 221 |
CD 236 |
V roce 346 |
Sn 528 |
Sb 434 |
Te 377 |
I 233.4 |
Xe 36.4 |
|
Čs. 293 |
Ba 562 |
* |
Číst 669 |
Hf 801 |
Vaše 839 |
W 720 |
Re 627 |
Kosti 575 |
Ir 414 |
Pt 418.6 |
Ve 223 |
Hg 269 |
Tl 213 |
Pb 382,4 |
Bi 337.2 |
Po | Na | Rn |
Fr. | Ra | ** |
Lr 665 |
Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt. | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | ||||||||||||||||||
* |
798 |
To 790 |
Pr 740 |
Nd 703 |
Odpoledne |
Sm 573 |
EU 473 |
GD 715 |
Tb 694 |
Dy 615 |
Ho 606 |
Er 606 |
Tm 514 |
Yb 387,7 |
||||
** |
Ac 794 |
Čt 877 |
Pa 792 |
U 755 |
np 731 |
Pu 656.1 |
Jsem 553 |
Cm 732 |
Bk 598 |
Srov. 498 |
Je 460 |
Fm 443 |
Md 418 |
Č. 268 |
Běžné allotrope kyslíku na Zemi je pojmenován dioxygen s chemickým vzorcem O 2. Má délku vazeb 121 um a vazební energii o 498 kJ mol -1 . Je to forma používaná nejsložitějšími formami života, jako jsou zvířata, během buněčného dýchání a forma, která tvoří většinu zemské atmosféry.
Trioxygen O 3 , obvykle nazývaný ozon , je velmi reaktivní allotrope kyslíku, který je škodlivý pro plicní tkáň. Ozon je metastabilní plyn produkovaný v horních vrstvách atmosféry, když se dioxygen spojuje s atomovým kyslíkem, který sám pochází z fragmentace dioxygenu ultrafialovými paprsky . Protože ozon silně absorbuje v ultrafialové oblasti elektromagnetického spektra , pomáhá ozonová vrstva filtrovat ultrafialové paprsky dopadající na Zemi. Avšak poblíž povrchu Země je to znečišťující látka produkovaná rozkladem oxidů dusíku ze spalování fosilních paliv v horkých dnech působením slunečního ultrafialového záření. Od sedmdesátých let se koncentrace ozonu ve vzduchu na úrovni země zvýšila v důsledku lidské činnosti.
Metastabilní molekula s názvem tetraoxygen (O 4 ), byl objeven v roce 2001 a byl dříve věřil existovat v jedné ze šesti fází pevného kyslíku . V roce 2006 bylo prokázáno, že tato fáze, získaná natlakováním dioxygenu na 20 GPa, je ve skutečnosti tvořena romboedrickým klastrem O 8 . Tento klastr je potenciálně silnějším oxidačním činidlem než kyslík nebo ozon, a mohl by se proto použít v raketových pohonných látkách . Kovová fáze, objevená v roce 1990 , se objeví, když je pevný kyslík vystaven tlaku vyššímu než 96 GPa a v roce 1998 se ukázalo, že při velmi nízkých teplotách se tato fáze stává supravodivou .
Kyslík je ve vodě rozpustnější než dusík. Voda v rovnováze se vzduchem obsahuje přibližně jednu molekulu rozpuštěného kyslíku na každé dvě molekuly dusíku . Pokud jde o atmosféru, poměr je přibližně jedna molekula kyslíku ke čtyřem dusíku. Rozpustnost kyslíku ve vodě závisí na teplotě: přibližně dvakrát tolik ( 14,6 mg L −1 ) se rozpustí při 0 ° C než při 20 ° C ( 7,6 mg L −1 ). Při 25 ° C a tlaku vzduchu 1 atmosféra obsahuje sladká voda přibližně 6,04 ml kyslíku na litr, zatímco mořská voda obsahuje přibližně 4,95 ml na litr. Při 5 ° C se rozpustnost zvyšuje na 9,0 ml na litr čerstvé vody, což je o 50% více než při 25 ° C a na 7,2 ml na litr mořské vody, nebo o 45% více.
Kyslík kondenzaci v 90.20 K ( -182,95 ° C ) a tuhne při 54,36 K ( -218,79 ° C ). Kapalná i pevná fáze dioxygen jsou transparentní s mírným zabarvením připomínajícím modrou barvu oblohy způsobenou absorpcí v červené barvě. Vysoce čistý kapalný kyslík se obvykle získává frakční destilací kapalného vzduchu. Kapalný kyslík lze také vyrábět kondenzací vzduchu za použití kapalného dusíku jako chladiva. Jedná se o extrémně reaktivní látku, kterou je nutno chránit před hořlavými materiály.
I když kyslík 17 je stabilní, kyslík, který se skládá v podstatě z kyslíku 16, má zvláště nízký tepelných neutronů průřez = 0,267 MB (vážený průměr za 3 stabilních izotopů), který umožňuje jeho použití. V jaderných reaktorech , jako oxidu v palivech a ve voda jako chladicí kapalina a moderátor .
Nicméně aktivace kyslíku neutrony srdce způsobuje tvorbu dusíku 16 emitujícího speciálně energetické gama záření (= 10,419 MeV ), jehož doba je však pouze 7,13 s , což znamená, že toto záření rychle zhasne po vypnutí reaktoru.
Jeden z prvních pokusů známo o vztahu mezi spalováním a vzduch je veden Philo Byzance , řecký spisovatel II -tého století před naším letopočtem. AD Ve své knize Tyre Philo poznamenal, že spálením svíčky v převrácené nádobě, jejíž otvor je ponořen ve vodě, způsobí vzestup vody v hrdle nádoby obsahující svíčku. Philo předpokládá nesprávně a tvrdí, že část vzduchu v nádobě se změnila v jeden ze čtyř prvků , oheň , který byl schopen z nádoby uniknout kvůli pórovitosti skla. O mnoho století později Leonardo da Vinci čerpá z práce Filóna z Byzance a poznamenává, že část vzduchu je spotřebována během spalování a dýchání.
Na konci XVII th století, Robert Boyle se ukázalo, že je vzduch potřebný pro spalování. Anglický chemik John Mayow zdokonaluje Boylovu práci tím, že ukazuje, že spalování vyžaduje pouze část vzduchu, kterou nazývá spiritus nitroaereus nebo jednoduše nitroaereus . V experimentu zjistil, že když umístil myš nebo zapálenou svíčku do uzavřené nádoby s otvorem ponořeným ve vodě, hladina vody v nádobě vzrostla a nahradila čtrnáctinu objemu vzduchu, než byly subjekty uhašen. Domnívá se proto, že nitroaereus je spotřebováván spalováním i dýcháním.
Mayow podotýká, že při zahřívání dochází k nárůstu hmotnosti antimonu a vyvozuje, že s ním musí být spojen nitroaereus . Věří také, že plíce oddělují nitroaereus od vzduchu a předávají jej do krve a že zvířecí teplo a pohyby svalů jsou výsledkem reakce nitroaereu s určitými látkami v těle. Účty těchto a dalších experimentů a Mayowovy nápady byly publikovány v roce 1668 v duu Tractatus z De respirace .
Robert Hooke , Ole Borch , Michail Lomonosov a Pierre Bayen řídit všichni produkují kyslík při pokusech na XVII tého století XVIII -tého století, ale žádný z nich ho poznal jako chemický prvek . To je pravděpodobně částečně způsobeno vědeckou teorií týkající se spalování a koroze, která se nazývá phlogisitic a která byla tehdy nejrozšířenějším vysvětlením těchto jevů.
Teorie flogistonu, kterou založil v roce 1667 německý chemik Johann Joachim Becher a kterou upravil chemik Georg Ernst Stahl v roce 1731, uvádí, že všechny hořlavé materiály jsou složeny ze dvou částí: části zvané phlogiston, která uniká, když látka, která je v obsahuje popáleniny, zatímco deflogistikovaná část představuje skutečnou formu látky.
Vysoce hořlavé materiály, které zanechávají velmi malé zbytky, jako je dřevo nebo dřevěné uhlí, se považují za obsahující převážně flogiston, zatímco nehořlavé látky, které korodují jako kov, obsahují velmi málo. Vzduch nehraje roli v teorii phlogiston, ani první experimenty původně prováděné k otestování této myšlenky. Teorie je spíše založena na pozorování toho, co se stane, když se předmět spálí a většina objektů vypadá lehčí a zdá se, že během procesu spalování něco ztratili. Aby ospravedlnil skutečnost, že materiál jako dřevo ve skutečnosti má svou hmotu zvýšenou při spalování, Stahl tvrdí, že flogiston má zápornou hmotnost. Skutečnost, že kovy také zaznamenávají nárůst své hmoty rezivěním, když mají ztratit flogiston, je jednou z prvních vodítek k neplatnosti teorie flogistonu.
Kyslík poprvé objevil švédský chemik Carl Wilhelm Scheele . Produkuje kyslík zahříváním oxidu rtuti a různých dusičnanů kolem roku 1772. Scheele tento plyn nazývá „ Feuerluft “ (ohnivý vzduch), protože je jediným známým oxidačním činidlem a jeho objev píše v rukopisu, který nazval Chemická smlouva o ovzduší a Oheň, který poslal svému vydavateli v roce 1775, ale který nebude zveřejněn dříve než v roce 1777.
Současně 1 st August 1774, experiment vedl britského pastora Josepha Priestleyho k tomu, aby sluneční paprsky konvergovaly ke skleněné trubici obsahující oxid rtuti (HgO). To způsobí únik plynu, který nazývá „dephlogistique air“ . Zjistil, že plamen svíček je v tomto plynu jasnější a že myš je aktivnější a její dýcháním žije déle. Poté, co sám vdechl plyn, napsal: „Pocit [tohoto plynu] v mých plicích se nijak výrazně nelišil od pocitu běžného vzduchu, ale měl jsem dojem, že můj dech byl obzvláště lehký a snadný. Na chvíli poté“ . Priestley publikoval svá zjištění v roce 1775 v článku nazvaném Účet dalších objevů ve vzduchu obsaženém ve druhém dílu jeho knihy Experimenty a pozorování různých druhů vzduchu .
Francouzský chemik Antoine Laurent Lavoisier později tvrdí, že objevil tuto novou látku nezávisle na Priestleyovi. V říjnu 1774 však Priestley navštívil Lavoisier a řekl mu o svých zkušenostech a o tom, jak uvolnil plyn. Scheele také poslal dopis Lavoisierovi dne30. září 1774 ve kterém popisuje svůj vlastní objev dříve neznámé látky, ale Lavoisier uvádí, že ji nikdy nedostal (kopie dopisu se nachází v Scheeleho majetku po jeho smrti).
I když je to v jeho době sporné, Lavoisierovým příspěvkem je nepochybně provedení prvních uspokojivých kvantitativních experimentů s oxidací a poskytnutí prvního správného vysvětlení, jak probíhá spalování. Jeho experimenty, všechny započaté v roce 1774, povedou k diskreditaci teorie flogistonu a k prokázání, že látka objevená Priestleym a Scheelem je chemický prvek .
V jednom experimentu Lavoisier poznamenává, že při zahřívání cínu a vzduchu v uzavřené komoře obecně nedochází ke zvýšení hmotnosti . Všimne si, že okolní vzduch proudí do krytu, když jej otevře, což dokazuje, že část zachyceného vzduchu byla spotřebována. Poznamenává také, že se zvýšila hmotnost cínu a že toto zvýšení odpovídá stejné hmotnosti vzduchu, který proudil do krytu, když byl otevřen. Další experimenty, jako je tento, jsou podrobně popsány v jeho knize O spalování obecně , vydané v roce 1777. V této práci dokazuje, že vzduch je směsí dvou plynů: „životně důležitého vzduchu“, který je nezbytný pro dýchání a spalování a dusík. (z řeckého ἄζωτον , „zbaven života“ ), což je pro ně zbytečné.
Lavoisier přejmenoval „životně důležitý vzduch“ v kyslíku v roce 1777 z řeckého kořene ὀξύς ( oxys ) (kyselý, doslova „drsný“ podle chuti kyselin a -γενής (-genēs) (výrobce, doslova „který generuje“), protože se mylně je přesvědčen, že kyslík je složkou všech kyselin. Chemici, zejména Sir Humphry Davy v roce 1812, konečně dokazují, že Lavoisier se v tomto ohledu mýlil (ve skutečnosti je to vodík, který je základem chemie kyselin), ale název se držel.
Atomová teorie z John Dalton Předpokládá se, že všechny prvky jsou monoatomární a atomů ve složených těles jsou v jednoduchých zpráv. Například Dalton předpokládá, že chemický vzorec vody je HO, což dává kyslíku atomovou hmotnost osmkrát větší než vodík, na rozdíl od současné hodnoty, která je asi šestnáctkrát vyšší než u vodíku. V roce 1805 Joseph Louis Gay-Lussac a Alexander von Humboldt ukazují, že voda je tvořena dvěma objemy vodíku a jedním objemem kyslíku a v roce 1811 se Amedeovi Avogadrovi podaří správně interpretovat složení vody na základě toho, co se nyní nazývá Avogadroův zákon a hypotéza elementárních diatomických molekul.
Na konci XIX th století, vědci si uvědomil, že vzduch může být zkapalněný a jeho jednotlivé složky kompresi a chlazení. Použití proces kaskády , chemik a fyzik švýcarský Raoul Pictet skutečnost se odpaří na oxidu siřičitého kapaliny ke zkapalnění oxidu uhličitého, který, podle pořadí, se odpařuje ochladit dioxygen, čímž se zkapalnit. 22. prosince 1877 poslal telegram na Akademii věd v Paříži, kde oznámil svůj objev kapalného kyslíku . O dva dny později francouzský fyzik Louis Paul Cailletet popisuje vlastní metodu zkapalňování kyslíku. V obou případech se vytvoří jen několik kapek kapaliny, takže není možné provádět hloubkové analýzy. Kyslík zkapalňuje poprvé ve stabilním stavu 29. března 1883 polský vědec Zygmunt Wróblewski z Jagellonské univerzity v Krakově a Karol Olszewski .
V roce 1891 byl skotský chemik James Dewar schopen vyrobit dostatek tekutého kyslíku, aby jej mohl studovat. První komerčně životaschopný proces výroby kapalného kyslíku byl vyvinut v roce 1895 nezávisle německým inženýrem Carl von Linde a anglickým inženýrem Williamem Hampsonem. V obou procesech se teplota vzduchu snižuje, dokud se vzduch nezkapalní, a poté se destilují různé plynné sloučeniny tak, že se postupně vaří a zachytí. Později, v roce 1901, bylo poprvé zavedeno svařování oxyacetylenem spalováním směsi acetylenu a stlačeného kyslíku. Tato metoda svařování a řezání kovu se později stala běžnou. V roce 1902 si Georges Claude představil proces zkapalňování vzduchu, který zlepšil účinnost procesu, který si představoval Linde, a kde byla v kompresoru použita práce poskytovaná adiabatickou expanzí vzduchu po jeho stlačení. Doprovodné chlazení ( Joule-Thomsonův efekt ) se používá ve výměníku tepla, který ochlazuje vzduch na výstupu z kompresoru. Claude tedy provádí separaci frakční destilací kyslíku, dusíku a argonu.
V roce 1923 americký vědec Robert H. Goddard jako první vyvinul raketový motor na kapalné palivo. Motor používá benzín jako palivo a kapalný kyslík jako okysličovadlo . Goddard úspěšně letí malou raketou na kapalné palivo. 16. dubna 1926 v Auburn (Massachusetts) dosáhl 56 m a 97 km / h .
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||||||||||||||||
1 | H | Ahoj | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Být | B | VS | NE | Ó | F | narozený | |||||||||||||||||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Ano | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K. | To | Sc | Ti | PROTI | Cr | Mn | Fe | Spol | Nebo | Cu | Zn | Ga | Ge | Eso | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Pozn | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | v | Sn | Sb | Vy | Já | Xe | |||||||||||||||
6 | Čs | Ba | The | Tento | Pr | Nd | Odpoledne | Sm | Měl | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Číst | Hf | Vaše | Ž | Re | Kost | Ir | Pt | Na | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | Na | Rn | |
7 | Fr. | Ra | Ac | Čt | Pa | U | Np | Mohl | Dopoledne | Cm | Bk | Srov | Je | Fm | Md | Ne | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt. | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Alkalické kovy |
Alkalická země |
Lanthanidy |
Přechodné kovy |
Špatné kovy |
kovově loids |
Nebankovní kovy |
halo geny |
Vzácné plyny |
Položky nezařazené |
Aktinidy | |||||||||
Superaktinidy |