Keemiline element · teatmeleht

Hapnik

Hapnik on keemiline element aatomnumbriga 8 ja sümboliga O. See paikneb perioodis 2, rühmas 16, p-plokis. Toatemperatuuril on võrdlusolek gaasiline. Elektronkonfiguratsioon on [He] 2s2 2p4.

Aatomnumber8

Standardne aatommass[15.99903, 15.99977]

Rühm16

Periood2

Plokkp

Elektronkonfiguratsioon[He] 2s2 2p4

Elektronstruktuur

Mis määrab selle keemia

Hapnik asub 16. rühmas, mille aatomitel on kuus valentselektroni. Sideme tekkimisel liidetakse või jagatakse sageli kaks elektroni; raskemad liikmed võivad kasutada ka mitut positiivset oksüdatsiooniastet.

Konfiguratsioon [He] 2s2 2p4 aitab mõista oksiidide, hapnikuanioonide ja kovalentsete ühendite teket ning muutusi rühmas ülevalt alla.

Keemilised vormid

Ühendid, ioonid ja materjalid

Vaba hapnik esineb peamiselt O₂-na; teine molekulaarne vorm on osoon O₃. Ühendites moodustab hapnik oksiide, hüdroksiide, hapnikuanioone ja kovalentseid sidemeid; eriti tavaline on oksüdatsiooniaste −2.

Füüsikaline käitumine

Olek ja faasimuutused

Toatemperatuuril on võrdlusolek gaasiline. Esitatud tihedus on 1.429 g/L. Sulamispunkt on 54.37 K (-218.8 °C). Keemispunkt on 90.19 K (-183 °C). Rõhk, puhtus ja kristallstruktuur võivad mõõdetud füüsikalisi väärtusi nihutada.

Leidumine ja kasutus

Kus hapnik leidub ja kasutatakse

Praktikas seostub hapnik eelkõige järgmiste valdkondadega: hingamine, metallurgia, teras ja veetöötlus. Konkreetne kasutus sõltub elemendi keemilisest vormist, puhtusest ja vajalikust omadusest.

Praktikas

Näiteid tegelikust kasutusest

Hingamine

Hapnikukeemia võimaldab aeroobset hingamist, võttes raku ainevahetuses vastu elektrone.

Metallurgia

Hapnik kasutatakse metallide eraldamisel, rafineerimisel, legeerimisel või kuumtöötluses nende omaduste juhtimiseks.

Teras

Hapnik mõjutab terase omadusi või osaleb terasetootmise keemias ja sulamikujunduses.

Veetöötlus

Hapnik kasutatakse desinfitseerimise, puhastamise, oksüdeerimise või muu veetöötluskeemia osana.

Asend perioodilisustabelis

Mida naaberelemendid näitavad

Hapnik paikneb perioodis 2 ja rühmas 16. Päris naaberelementidega võrdlemine aitab uurida aatomraadiuse, ionisatsioonienergia, elektronegatiivsuse ja sidemekäitumise perioodilisi trende.

Võrdlusandmed

Füüsikalised ja aatomilised omadused

Klassifikatsioonkaheaatomiline mittemetall

Olek toatemperatuurilgaasiline

Elektronkihid2 · 6

Tihedus1.429 g/L

Sulamispunkt54.37 K (-218.8 °C)

Keemispunkt90.19 K (-183 °C)

Paulingu elektronegatiivsus3.44

Esimene ionisatsioonienergia1 314 kJ/mol

Elektronafiinsus141 kJ/mol

Väärtused kirjeldavad elementi või neutraalset aatomit, kui see on asjakohane. Füüsikalised andmed võivad sõltuda allotroobist, rõhust ja mõõtmistingimustest.

Ajalugu

Avastamine ja tuvastamine

Hapnik avastamist seostatakse teadlase või töörühmaga Carl Wilhelm Scheele. Elemendi äratundmine, puhta proovi eraldamine ja tänapäevase aatomnumbri omistamine ei pruukinud toimuda samal ajal.

Isotoobid ja aatommass

Kuidas isotoopkoostis arve mõjutab

Standardne aatommass esitatakse vahemikuna [15.99903, 15.99977]. Looduslike proovide isotoopsuhted võivad veidi erineda, seega peidaks üks universaalne kümnendväärtus tegeliku varieeruvuse.

Hapnikl on vähemalt üks stabiilne isotoop. Isotoopidel on sama prootonite arv ja seega sama elemendi identiteet, kuid erinev neutronite arv ning aatommass.

Ohutus

Käitlemine ja kokkupuude

Hapnikga seotud ohud sõltuvad keemilisest vormist, annusest ja kokkupuuteviisist. Puhas element, ioonid ja ühendid võivad bioloogiliselt ning keskkonnas väga erinevalt käituda, seetõttu tuleb lähtuda konkreetse aine ohutusandmetest.