Eyni tipli atomlar müxtəlif maddələrin bir hissəsi ola bilər. "O" simvolu ilə işarələnən element üçün (latınca Oxygenium adından) təbiətdə ümumi olan iki sadə maddə məlumdur. Onlardan birinin düsturu O2, ikincisi O3-dür. Bunlar oksigenin allotropik modifikasiyalarıdır (allotroplar). Daha az stabil olan digər birləşmələr də var (O4 və O8). Molekulların və maddələrin xassələrinin müqayisəsi bu formalar arasındakı fərqi anlamağa kömək edəcək.
Allotropik modifikasiyalar hansılardır?
Bir çox kimyəvi elementlər iki, üç və ya daha çox formada mövcud ola bilər. Bu modifikasiyaların hər biri eyni tipli atomlar tərəfindən əmələ gəlir. Belə bir hadisəni ilk dəfə 1841-ci ildə alim J. Berzellius allotropiya adlandırmışdır. Açıq qanunauyğunluq əvvəlcə yalnız molekulyar quruluşlu maddələri xarakterizə etmək üçün istifadə edilmişdir. Məsələn, atomları molekulları əmələ gətirən oksigenin iki allotropik modifikasiyası məlumdur. Daha sonra tədqiqatçılar müəyyən ediblər ki, kristallar arasında modifikasiyalar ola bilər. Müasir anlayışlara görə, allotropiya polimorfizm hallarından biridir. Formalar arasındakı fərqlər mexanizmlərdən qaynaqlanırmolekullarda və kristallarda kimyəvi bağın əmələ gəlməsi. Bu xüsusiyyət əsasən dövri cədvəlin 13-16-cı qruplarının elementləri ilə özünü göstərir.
Atomların müxtəlif birləşmələri maddənin xassələrinə necə təsir edir?
Oksigen və ozonun allotropik modifikasiyaları elementin atom nömrəsi 8 və eyni sayda elektron olan atomları tərəfindən əmələ gəlir. Lakin onlar struktur baxımından fərqlənirlər, bu da xassələrdə əhəmiyyətli uyğunsuzluğa səbəb olub.
| İşarələr | Oksigen | Ozon |
| Molekulun tərkibi | 2 oksigen atomu | 3 oksigen atomu |
| Bina |
|
|
| Cəmi vəziyyət və rəng | Rəngsiz şəffaf qaz və ya solğun mavi maye | Mavi qaz, mavi maye, tünd bənövşəyi bərk |
| Qoxu | İtkin | Kəskin, tufanı xatırladan, təzə biçilmiş saman |
| Ərimə nöqtəsi (°C) | -219 | -193 |
| Qaynama nöqtəsi (°C) | -183 | -112 |
|
Sıxlıq (q/l) |
1, 4 | 2, 1 |
| Suda həllolma | Bir qədər həll edir | Oksigendən daha yaxşıdır |
| Reaktivlik | Normal şəraitdəstabil | Oksigen əmələ gətirmək üçün asanlıqla parçalanır |
Müqayisə nəticələrinə əsaslanan nəticələr: oksigenin allotropik modifikasiyaları keyfiyyət tərkibinə görə fərqlənmir. Molekulun quruluşu maddələrin fiziki və kimyəvi xassələrində əks olunur.
Oksigen və ozonun miqdarı təbiətdə eynidirmi?
Düsulu O2 olan maddə, atmosferdə, hidrosferdə, yer qabığında və canlı orqanizmlərdə tapılır. Atmosferin təxminən 20%-i iki atomlu oksigen molekulları tərəfindən əmələ gəlir. Stratosferdə yer səthindən təqribən 12-50 km hündürlükdə “ozon ekranı” adlı təbəqə var. Onun tərkibi O3 düsturu ilə əks olunur. Ozon günəşin qırmızı və ultrabənövşəyi spektrinin təhlükəli şüalarını intensiv şəkildə udaraq planetimizi qoruyur. Maddənin konsentrasiyası daim dəyişir və onun orta dəyəri aşağıdır - 0,001%. Beləliklə, O2 və O3 təbiətdə paylanmasında əhəmiyyətli fərqlərə malik olan allotropik oksigen modifikasiyalarıdır.
Oksigen və ozonu necə əldə etmək olar?
Molekulyar oksigen Yerdəki ən vacib sadə maddədir. Fotosintez zamanı işıqda bitkilərin yaşıl hissələrində əmələ gəlir. Təbii və ya süni mənşəli elektrik boşalmaları ilə iki atomlu oksigen molekulu parçalanır. Prosesin başladığı temperatur təxminən 2000 °C-dir. Yaranan radikalların bəziləri yenidən birləşərək oksigen əmələ gətirir. Bəzi aktiv hissəciklər iki atomlu molekullarla reaksiya veriroksigen. Bu reaksiya oksigen sərbəst radikalları ilə də reaksiya verən ozon istehsal edir. Bu, iki atomlu molekullar yaradır. Reaksiyaların tərs çevrilməsi atmosferdəki ozonun konsentrasiyasının daim dəyişməsinə səbəb olur. Stratosferdə O3 molekullarından ibarət təbəqənin əmələ gəlməsi Günəşdən gələn ultrabənövşəyi şüalanma ilə əlaqələndirilir. Bu qoruyucu qalxan olmasa, təhlükəli şüalar Yerin səthinə çata və bütün canlıları məhv edə bilər.
Oksigen və kükürdün allotropik modifikasiyası
O (Oksigenium) və S (Kükürd) kimyəvi elementləri dövri sistemin eyni qrupunda yerləşir, allotrop formaların əmələ gəlməsi ilə xarakterizə olunur. Müxtəlif sayda kükürd atomlarına (2, 4, 6, 8) malik olan molekullardan normal şəraitdə ən sabiti formaya görə tacı xatırladan S8-dir. Rombik və monoklinik kükürd belə 8 atomlu molekullardan yaradılmışdır.
119 °C temperaturda sarı monoklinik forma qəhvəyi viskoz kütlə əmələ gətirir - plastik modifikasiya. Kükürdün və oksigenin allotropik modifikasiyalarının tədqiqi nəzəri kimyada və praktik fəaliyyətdə böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Sənaye miqyasında müxtəlif formaların oksidləşdirici xüsusiyyətlərindən istifadə olunur. Ozon hava və suyu dezinfeksiya etmək üçün istifadə olunur. Amma 0,16 mq/m3-dən yuxarı konsentrasiyalarda bu qaz insanlar və heyvanlar üçün təhlükəlidir. Molekulyar oksigen nəfəs almaq üçün vacibdir və sənaye və tibbdə istifadə olunur. Karbon allotropları iqtisadi fəaliyyətdə mühüm rol oynayır.(almaz, qrafit), fosfor (ağ, qırmızı) və digər kimyəvi elementlər.
