Один элемент в разных веществах
Выбирай форму существования кислорода. Смотри, как один и тот же элемент оказывается в разных частицах.
Схематическая модель: размеры частиц и расстояния условны.
Кислород как элемент и как вещество
Химический элемент кислород обозначают O; его округлённая относительная атомная масса равна 16. Он входит в состав воды, оксидов, минералов и многих органических веществ. В этих соединениях атомы O химически связаны с другими атомами.
Простое вещество кислород имеет формулу O₂. Его молекула содержит два атома, поэтому Mᵣ(O₂) = 32. Когда говорят «кислород содержится в воде», речь идёт об элементе; когда говорят о газе для дыхания — о веществе O₂.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| O | Химический элемент или атом | Aᵣ = 16 |
| O₂ | Простое вещество кислород | Mᵣ = 32 |
| O в H₂O | Часть состава соединения | Не пузырёк кислорода внутри молекулы |
Символ O и формула O₂ обозначают разные уровни описания. Свойства газа относятся к простому веществу, а не к элементу во всех соединениях.
Применение кислорода и отличие озона
Кислород применяют в металлургии, при сварке и резке металлов, а медицинский кислород — по назначению специалистов. В этих случаях используют способность O₂ участвовать в окислении или обеспечивать дыхание. Сам кислород не является обычным горючим топливом, но поддерживает горение.
Озон O₃ — другое простое вещество того же элемента. В стратосфере озоновый слой поглощает значительную часть опасного ультрафиолета, а у поверхности Земли повышенное содержание озона вредно. Полезность вещества зависит от места, количества и условий его присутствия.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| O₂ | Два атома в молекуле | Поддерживает дыхание и многие реакции горения |
| O₃ | Три атома в молекуле | Более сильный окислитель |
Кислород поддерживает многие процессы окисления и применяется в технике. Озон имеет другую формулу и собственные свойства.
Модель молекулы кислорода O₂
Два атома O образуют молекулу простого вещества O₂.
Adam Rędzikowski · Wikimedia Commons · CC0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Модель молекулы воды H₂O
В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.
Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Кислород реагирует с простыми веществами
Кислород взаимодействует со многими металлами и неметаллами. При горении магния образуется MgO, при горении серы — SO₂, при полном сгорании углерода — CO₂. Условия и состав продуктов определяют для конкретной реакции.
В каждом примере кислород входит в состав нового сложного вещества. Уравнение 2Mg + O₂ → 2MgO показывает сохранение двух атомов Mg и двух атомов O. Наблюдаемые признаки — свет, тепло, изменение вида — сопровождают перестройку состава.
Реагенты
Уравнение
Магний и кислород
2Mg + O₂ → 2MgO
Сера и кислород
S + O₂ → SO₂
Углерод и кислород
C + O₂ → CO₂
Кислород образует соединения со многими простыми веществами. Формулу продукта определяют для конкретного превращения.
Кислород взаимодействует и со сложными веществами
При полном сгорании метана CH₄ в кислороде образуются CO₂ и H₂O: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Углерод переходит в углекислый газ, водород — в воду. Каждый элемент нужно проследить от реагентов к продуктам.
Недостаток кислорода может привести к неполному сгоранию и появлению других продуктов, включая угарный газ. Поэтому для топлива важны подача воздуха и отвод продуктов. Уравнение полного горения описывает конкретный вариант процесса, а не любое горение при любых условиях.
Метан CH₄
Содержит C и H
Углерод
Переходит в CO₂
Водород
Переходит в H₂O
Кислород
Входит в оба продукта
Кислород реагирует не только с простыми, но и со сложными веществами. При полном горении метана получаются два продукта.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 18. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 18. Кислород — химический элемент.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах