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氧气的同素异形体_

admin / 2018-10-18 15:59

氧气的同素异形体 有几种已知的氧气同素异形体。最常见的是分子氧(O2),在地球大气中存在显着水平,也被称为氧气或三氧化碳,另一种是高活性臭氧(O3),其他包括: 原子氧,表示为O(3P),O(3P)或O((3)P)[1]是非常活泼的,因为单个氧原子往往很快与附近的分子结合。在地球表面上,它不是自然存在很长时间,但在外太空中,大量紫外线辐射导致低地球轨道大气中96%的氧以原子形式出现[1] [ 2] 原子氧已经在Mariner,Viking和索非亚天文台被火星探测到[3]。 地球上常见的元素氧同素异形体,O 2,通常称为氧气,但可以称为分子氧,双原子氧或分子氧以区别于元素本身。元素氧通常以这种形式出现,大约占地球大气的21%(体积)。氧分子的基态称为三重态氧,因为它有两个未配对的电子,第一种激发态 - 单线态氧没有不成对的电子并且是亚稳态的。 Ø 2具有121μm的键长和498kJ / mol的键能。[4]它是一种无色气体,沸点为-183°C(90 K; -297°F)。[5]它可以通过用液氮冷却从空气冷凝,液氮的沸点为-196°C(77 K; -321°F)。液氧是淡蓝色的,并且是非常明显的顺磁性 - 由一根绳子悬挂的烧瓶中的液态氧被磁铁吸引。 单线态氧是用于分子氧(O2)的两个亚稳态的常用名称,其能量高于基态三线态氧。由于其电子壳的不同,单线态氧与三重态氧具有不同的化学性质,包括吸收和发射不同波长的光。它可以通过染料分子(如玫瑰红,亚甲蓝或卟啉)的能量转移或通过化学过程(如水中的三氧化二磷的自发分解或过氧化氢与次氯酸盐的反应)在光敏过程中产生。 三原子氧气(臭氧,O3)是一种非常活泼的氧气同素异形体,对橡胶和织物等材料具有破坏性,同时也对肺组织造成伤害[6]。它的踪迹可以被检测为尖锐的,类似氯的气味,[5]来自电动机,激光打印机和复印机。它在1840年被Christian FriedrichSchönbein命名为“臭氧”,来自希腊词ὠζώ(ozo),用于嗅觉。[7] 臭氧对于更常见的双氧形式是热力学不稳定的,并且是由O2与在上层大气中通过UV辐射分裂O2产生的原子氧反应形成的[7]。臭氧在紫外线中强烈吸收,并作为生物圈的屏蔽,抵御太阳紫外线辐射的致突变和其他破坏性影响(参见臭氧层)[7]。臭氧是通过汽车尾气中二氧化氮的光化学分解而在地球表面附近形成的[8]。地面臭氧是一种空气污染物,对老年人,儿童和心肺病患者尤其有害例如肺气肿,支气管炎和哮喘[9]。免疫系统产生臭氧作为抗菌剂(见下文)。[10]液体和固体O3比普通氧气具有更深的蓝色,并且它们不稳定和易爆[7]。 [11] 臭氧是淡蓝色的气体,可凝结成深蓝色液体。它是在空气受到放电时形成的,并且具有新生干草或生活在城市环境中的地铁的特有刺激性气味 - 所谓的“电气味”。 自二十世纪初以来,四氧已被怀疑存在,当时它被称为含氧区。它在2001年由罗马大学Fulvio Cacace领导的一个小组确定。[12]分子O 4被认为是后来确定为O的固体氧的一个阶段 8. Cacace的团队建议O 4可能由两个哑铃状的O组成 2分子通过感应的偶极子分散力松散地保持在一起。 固体氧有六个已知的不同阶段。其中一个是深红色的O. 8集群。当氧气经受96GPa的压力时,它变得与金属类似[13],并且变得更加类似于较重的硫属元素,如碲和pol,它们都显示出明显的金属特征。在非常低的温度下,该相也变成超导体。 新生氧气 Ø 氧气(单线态和三线态) Ø 2 三氧(臭氧) Ø 3 氧4 Ø 4 Octaoxygen Ø 8
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