2 розділ. Кисень

У матеріалі цього розділу ви знайдете відомості про елемент Оксиген і його просту речовину — кисень. Такий вибір елемента і речовини не випадковий. Атоми Оксигену містяться в молекулах багатьох сполук — органічних і неорганічних. Кисень є дуже важливою простою речовиною. Без нього не можуть існувати живі істоти. Цей газ використовують у металургії, хімічній промисловості, техніці, медицині. Він бере участь у процесах горіння, багатьох реакціях, які відбуваються в навколишній природі.

§ 22. Оксиген. Кисень

Матеріал параграфа допоможе вам:

систематизувати відомості про хімічний елемент Оксиген;
оцінити поширеність Оксигену та його простої речовини кисню в природі;
характеризувати фізичні властивості кисню.

Оксиген. Це перший елемент, який ви докладно вивчатимете. Слово «оксиген» походить від грецьких слів «oxys» (кислий) і «genos» (народження). Таку назву елемент отримав у XVIII ст.; тоді вчені вже знали, що він входить до складу кислот («народжує кислоти»). Згодом з'ясувалося, що існують кислоти, молекули яких не містять атомів Оксигену. Проте назва елемента збереглася.

Із періодичної системи отримуємо такі відомості про Оксиген:

символ елемента — О;
Оксиген розміщений у 2-му періоді, в VI групі;
порядковий номер елемента — 8;
його відносна атомна маса — 16 (точне значення — 15,999).

Цікаво знати

До 1961 р. атомною одиницею маси була 1/16 маси атома Оксигену.

Порядковий номер елемента вказує на те, що атом Оксигену містить 8 електронів, а заряд ядра атома становить +8.

Оксиген — неметалічний елемент, оскільки його прості речовини кисень О₂ і озон О₃ є неметалами.

Вам відомо, що Оксиген має постійне значення валентності, яке дорівнює 2.

• Напишіть формули сполук Оксигену з Натрієм, Кальцієм, Алюмінієм.

Поширеність Оксигену в природі. Оксиген — один із найпоширеніших елементів на нашій планеті. У земній корі його атомів більше, ніж атомів будь-якого іншого елемента (c. 73). Атоми Оксигену містяться в піску, глині, вапняку, багатьох мінералах. Оксиген — другий елемент за поширеністю в атмосфері (після Нітрогену) і гідросфері (після Гідрогену). Головний складник гідросфери — вода — є сполукою Оксигену з Гідрогеном.

Атоми Оксигену входять до складу молекул багатьох речовин, які містяться в живих організмах, — води, білків, жирів тощо. У тілі дорослої людини масова частка цього елемента становить приблизно 65 %.

Кисень. Найважливіша проста речовина Оксигену — кисень. Цей газ необхідний для дихання; він підтримує горіння.

Формула кисню вам відома — О₂. Речовина складається з двохатомних молекул.

Цікаво знати

Організм дорослої людини щодоби споживає 600—900 г кисню.

Молекули кисню досить стійкі. Лише за температури понад 2000 °С або під дією електричних розрядів чи ультрафіолетових променів вони розпадаються на атоми.

Кисень є компонентом повітря — природної суміші газів. На нього припадає приблизно 1/5 об'єму повітря. Склад повітря, з якого видалено водяну пару¹, наведено в таблиці 3.

¹ Водяна пара зумовлює вологість повітря.

Таблиця 3

Склад повітря

Газ		Частка в повітрі, %
Назва	Формула	об'ємна*	масова
Азот	N₂	78,08	75,51
Кисень	О₂	20,95	23,14
Аргон	Ar	0,93	1,28
Вуглекислий газ	СО₂	0,040	0,061
Інші гази		менша за 0,002	менша за 0,002

* Об'ємна частка речовини в суміші є відношенням об'єму речовини до об'єму суміші. Об'ємну частку позначають грецькою літерою φ (фі).

Визначити об'ємну частку кисню в повітрі можна за допомогою експерименту. Для цього потрібні скляна пляшка без дна із пробкою і посудина (кристалізатор) більшого діаметру, заповнена до половини водою. Дослід здійснюють так. У пробку вставляють ложку для спалювання, в яку набирають червоний фосфор. Його підпалюють, швидко поміщають у пляшку і щільно закривають її пробкою (мал. 61). При горінні фосфору утворюється дим із дрібних часточок сполуки Фосфору з Оксигеном, які поступово осідають на поверхню води і взаємодіють з нею з утворенням кислоти (с. 184 підручника). Вода заходить у посудину і, коли горіння припиниться, підніметься приблизно на 1/5 об'єму пляшки. Цей об'єм займав у повітрі кисень, який вступив у реакцію з фосфором. Над рідиною залишається азот із домішками інших газів.

Мал. 61. Визначення об'ємної частки кисню в повітрі спалюванням фосфору: а — початок досліду; б — завершення досліду

Кисень міститься не лише в атмосфері. Невелика кількість його разом з іншими газами повітря розчинена в природній воді.

Фізичні властивості кисню. За звичайних умов кисень — безбарвний газ, який не має запаху і смаку. При охолодженні до -183 °С він перетворюється на блакитну рідину, яка за температури -219 °С твердне, утворюючи сині кристали. Кисень в 1,1 раза важчий за повітря. Він слабко розчиняється у воді, але цього достатньо для існування у водоймах риб та інших живих істот, які дихають розчиненим киснем.

Цікаво знати

Рідкий кисень, як і залізо, притягується до магніту.

ВИСНОВКИ

Оксиген — неметалічний елемент. У природі поширена його проста речовина — кисень, а також вода і багато інших сполук цього елемента. На кисень припадає майже 1/5 об'єму повітря.

Кисень — газ без запаху і смаку; він необхідний для дихання, підтримує горіння.

155. Складіть речення, вставивши замість крапок слова «Оксиген» або «кисень» у відповідних відмінках:

а) ... — проста речовина ...;
б) вода утворена Гідрогеном і ...;
в) молекула ... складається із двох атомів ...;
г) у результаті фотосинтезу рослини поглинають вуглекислий газ, а виділяють ... .

156. Назвіть два гази, яких у повітрі найбільше, і напишіть їхні формули.

157. Підготуйте за матеріалами з інтернету повідомлення про зміну складу атмосфери з висотою.

158. У яких природних речовинах (простих, складних) містяться атоми Оксигену? Які із цих речовин входять до складу атмосфери, гідросфери, літосфери?

159. Складіть формули сполук Оксигену за вказаними валентностями елементів:

160. Знайдіть масову частку Оксигену:

а) у вуглекислому газі СО₂;
б) у метиловому спирті СН₃ОН;
в) у глюкозі С₆Н₁₂О₆^.

161. Яка маса Оксигену міститься в 90 г води?

162. Обчисліть масу кисню в 10 л повітря, якщо густина повітря становить 1,29 г/л. Додаткові відомості, необхідні для розв'язання задачі, візьміть із таблиці 3.

163. Відносна молекулярна маса сполуки Сульфуру з Оксигеном удвічі більша за відносну молекулярну масу кисню. Знайдіть формулу сполуки.

ГДЗ до підручника можна знайти тут.