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2021-08-13 來自: 白銀凱華氣體有限公司 瀏覽次數(shù):143
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普利斯特里對氧氣的研究
普利斯特里從布萊克煅燒石灰石對CO?的發(fā)現(xiàn)受到啟發(fā),利用凸透鏡聚集太陽光使一些物質(zhì)燃燒或分解放出氣體并進行研究。1774年8月1日,普利斯特里終于成功地制得了氧氣,成為化學(xué)史上有重大意義的事件。
他的實驗非常簡單,把yhg放在一個充滿sy的玻璃瓶里,然后,把玻璃瓶倒放在sy槽中,玻璃瓶完全被sy充滿,空氣全被排除掉,yhg浮在上面。然后,他用凸透鏡聚集太陽光,照射到yhg上,使yhg受熱。
經(jīng)過長期加熱,溫度逐漸升高,yhg受熱分解成汞,并放出氧氣。于是,氧氣聚集起來排走玻璃瓶中的汞,使汞面降低。氣體空間體積不斷增加,直到氣體體積為yhg體積的三四倍為止。其反應(yīng)方程式為:
氧氣制作。
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分子結(jié)構(gòu)
O?分子內(nèi)的化學(xué)鍵通常是共價鍵。
從實驗上來說,順磁共振光譜證明O有順磁性,還證明O有兩個未成對的電子。說明原來的以雙鍵結(jié)合的氧分子結(jié)構(gòu)式不符合實際。
氧氣的結(jié)構(gòu)如右圖所示,基態(tài)O?分子中并不存在雙鍵,氧分子里形成了兩個三電子鍵。
氧的分子軌道電子排布式是氧氣的結(jié)構(gòu),在π軌道中有不成對的單電子,所以O(shè)?分子是所有雙原子氣體分子中的一種具有偶數(shù)電子同時又顯示順磁性的物質(zhì)。
兩個氧原子進行sp軌道雜化,一個單電子填充進sp雜化軌道,成σ鍵,另一個單電子填充進p軌道,成π鍵。氧氣是奇電子分子,具有順磁性。
單線態(tài)氧和三線態(tài)氧
普通氧氣含有兩個未配對的電子,等同于一個雙游離基。兩個未配對電子的自旋狀態(tài)相同,自旋量子數(shù)之和S=1,2S+1=3,因而基態(tài)的氧分子自旋多重性為3,稱為三線態(tài)氧。
在受激發(fā)下,氧氣分子的兩個未配對電子發(fā)生配對,自旋量子數(shù)的代數(shù)和S=0,2S+1=1,稱為單線態(tài)氧。
空氣中的氧氣絕大多數(shù)為三線態(tài)氧。紫外線的照射及一些有機分子對氧氣的能量傳遞是形成單線態(tài)氧的主要原因。單線態(tài)氧的氧化能力高于三線態(tài)氧。
單線態(tài)氧的分子類似烯烴分子,因而可以和雙烯發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應(yīng)。
物理性質(zhì)
無色氣體,熔點-218.8℃,沸點-183.1℃,相氧氣瓶
對密度1.14(-183℃,水=1),相對蒸氣密度1.43(空氣=1),飽和蒸氣壓506.62kPa(-164℃),臨界溫度-118.95℃,臨界壓力5.08MPa,辛醇/水分配系數(shù):0.65。大氣中體積分?jǐn)?shù):20.95%(約21%)。
同素異形體:臭氧(O?),四聚氧(O?),紅氧(O8)。
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