![]() |
|
|
Общая химияы озона. Рис. 111. Схема орбиталей центрального атома кислорода в молекуле озона. При обычных условиях озон — газ. От кислорода его можно отделить сильным охлаждением; озон конденсируется в синюю жидкость, кипящую при —111,9 °С. Растворимость озона в воде значительно больше, чем кислорода: 100 объемов воды при 0°С растворяют 49 объемов озона. Образование озона из кислорода можно выразить уравнением зо2 = 203 —285 кДж из которого следует, что стандартная энтальпия образования озона положительна и равна 142,5 кДж/моль. Кроме того, как показывают коэффициенты уравнения, в ходе этой реакции из трех молекул газа получаются две молекулы, т. е. энтропия системы уменьшается. В итоге, стандартное изменение энергии Гиббса в рассматриваемой реакции также положительно (163 кДж/моль). Таким образом, реакция превращения кислорода в озон самопроизвольно протекать не может: для ее осуществления необходима затрата энергии. Обратная же реакция — распад озона — протекает самопроизвольно, так как в ходе этого процесса энергия Гиббса системы уменьшается. Иначе говоря, озон — неустойчивое вещество. Молекула озона построена в форме равнобедренного треугольника. Ее структура схематически изображена на рис. 110. Близость угла при вершине треугольника к 120° указывает на то, что центральный атом кислорода находится здесь в состоянии ^-гибридизации. В соответствии с этим, с позиций метода ВС образование молекулы 03 можно описать следующим образом. Гибридная 5р2-орбиталь центрального атома, содержащая один электрон (рис. 111, слева), перекрывается с р*-орбиталью одного из крайних атомов кислорода, в результате чего образуется сг-связь« Не участвующая в гибридизации /ь-орбиталь центрального атома, ориентированная перпендикулярно к плоскости молекулы и также содержащая неспаренный электрон, перекрывается с аналогично расположенной /ъ-орбита лью того же крайнего атома кислорода, что приводит к образованию я-связи. Наконец, выступая в качестве донора электронной пары, занимающей одну из гибридных 5р2-орбиталей (рис. 111, справа), центральный атом кислорода образует по донорно-акцепторному способу а-связь с другим крайним атомом кислорода. Образовавшейся структуре соответствует валентная схема Л, на которой точками обозначены неподеленные пары электронов, а о*- и я-связи помечены буквами. Согласно схеме Л, связи центрального атома кислорода с двумя крайними атомами неравноценны — одна из них двойная, а другая простая. Однако одинаковая длина этих связей (рис. 110) указывает на их равноценность. Поэтому, наряду со схемой Л, строение молекулы озона с равным основанием можно описать схемой В, С позиций метода наложения валентных схем (см. § 44) это означает, что в действительности структура молекулы озона является промежуточной между схемами А н Б и ее можно представить в форме: Здесь пунктирные линии указывают на делокализацию л-элек-тронной пары, т. е. на принадлежность ее всем трем атомам кислорода. Следовательно, л-связь в молекуле озона — трехцентровая. Рассмотрение строения молекулы озона с позиций метода МО также приводит к выводу об образовании здесь трехцеитровоп связывающей молекулярной я-орбитали. Озон —один из сильнейших окислителей. Он окисляет все металлы, кроме золота и платиновых металлов, а также большинство неметаллов. Он переводит низшие оксиды в высшие, а сульфиды металлов — в их сульфаты. В ходе большинства этих реакций молекула озона теряет один атом кислорода, переходя в молекулу 02. Из раствора иодида калия озон выделяет иод: 2КГ + Н20 + 03 = h + 2КОН + О 2 Если поместить в воздух, содержащий озон, бумажку, смоченную растворами КГ и крахмала, то она тотчас же синеет. Этой реакцией пользуются для открытия озона. Как сильный окислитель озон убивает бактерии и потому применяется для обеззараживания воды и для дезинфекции воздуха. Озон ядовит. Предельно допустимым является его содержание в воздухе, равное 10_5%. При этой концентрации хорошо ощущается его запах. В приземном слое атмосферы содержание озона обычно лежит в пределах 10~7—10~6%; он образуется в атмосфе* ре при электрических разрядах. 127. Свойства и применение серы 367 СЕРА, СЕЛЕН, ТЕЛЛУР 126. Сера в природе. Получение серы. Сера (Sulfur) встречает- ся в природе как в свободном состоянии (самородная сера), так и в различных соединениях. В Советском Союзе залежи самород- ной серы находятся в Туркмении в пустыне Кара-Кум, в Узбекской ССР, по берегам Волги. За рубежом наиболее крупные месторо- ждения серы находятся в США, Италии и Японии. Очень распространены соединения серы с различными металлами. Многие из них являются ценными рудами (например, свинцовый блеск PbS, цинковая обманка ZnS, медный блеск Cu2S) и служат источником получения цветных металлов. Из соединений серы в природе распространены также сульфаты, главным образом, кальция и магния. Наконец, соединения серы содержатся в организмах растений и животных. Общее содержание серы в земной коре составляет приблизительно 0,1 %. Самородная сер |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|