Молекула кислорода O2 состоит из двух атомов кислорода, связанных ковалентной неполярной связью.
Представление о наличии в молекуле кислорода двух ковалентных связей не соответствует, в частности, её магнитным свойствам (жидкий кислород притягивается магнитом), поэтому лучше не останавливаться на этом моменте. В высшей школе изучается метод Молекулярных орбиталей о наличии в молекуле кислорода двух неспаренных электронов.
Кислород — бесцветный прозрачный газ, без вкуса, без запаха. Немного тяжелее воздуха, сравнительно мало растворим в воде (в 1 литре воды при 20°C растворяется около 0,03 л кислорода).
Химические свойства:
Кислород активный окислитель. Многие вещества взаимодействуют с кислородом с выделением теплоты и света. Такие реакции называются горением:
- S + O2 = SO2 (образуется оксид серы (IV), или серни́стый газ)
- C + O2 = CO2 (образуется оксид углерода (IV), или углекислый газ)
Горение в чистом кислороде происходит гораздо энергичнее, чем в воздухе, так как выделяющаяся теплота не тратится на нагревание азота воздуха. Температура горения в чистом кислороде значительно выше.
Галогены, золото и платина не соединяются с кислородом напрямую, но можно получить их оксиды, в которых они проявляют положительную степень окисления, например, оксид хлора (VII) Cl2O7.
Фторид кислорода O+2F−12 — соединение, в котором кислород проявляет положительную степень окисления. - Железо горит в кислороде с образованием железной окалины (представляет из себя смешанный оксид Fe+2O•Fe+32O3):
3Fe + 2O2 = Fe3O4 - При пропускании через воздух электрических разрядов, или во время грозы кислород превращается в озон — аллотропное видоизменение, состоящее из трех атомов кислорода:
3O2
2O3 - Пропитанные жидким кислородом угольный порошок, древесная мука и другие горючие материалы обладают взрывчатыми свойствами, используются при подрывных работах.
- При участии кислорода в природе совершается важнейший процесс — дыхание. Транспорт кислорода из легких человека в ткани осуществляет гемоглобин крови, образующий комплекс с кислородом.
Кислород применяется
- в медицине при затрудненном дыхании,
- в металлургии,
- для газовой сварки и резки металлов и т. д.
Аллотропия — образование одним элементом нескольких простых веществ.
Элемент кислород образует аллотропные видоизменения кислород O2 и озон O3.
Озон — газ, образуется в природе во время грозы и при окислении смолы хвойных деревьев. Придает воздуху запах свежести. Растворяется в воде гораздо лучше кислорода. Сильный окислитель. Спирт и некоторые другие вещества в озоне самовоспламеняются. Это связано с самопроизвольным распадом озона на молекулу кислорода и атоммарный кислород, обладающий большой окислительной активностью:
O3 O2 + O
Озон можно получить пропусканием через воздух электрических разрядов:
3O2 2O3
Применяется в озонаторах для уменьшения содержания в воздухе болезнетворных бактерий, для обеззараживания водопроводной воды на станциях водоочистки.
Озоновый слой в верхних слоях атмосферы (так называемый, озоновый экран) задерживает жесткое ультрафиолетовое излучение, без чего жизнь на поверхности суши была бы невозможна.