Озон бүткүл адамзат үчүн өтө баалуу касиетке ээ газ. Ал пайда болгон химиялык элемент кычкылтек O. Чындыгында озон O3 үч формула бирдигинен (O÷O÷O) турган кычкылтектин аллотропиялык модификацияларынын бири болуп саналат. Биринчи жана эң белгилүү кошулма бул кычкылтектин өзү, тагыраагы анын эки атому (O=O) түзгөн газ - O2.
Аллотропия – бир химиялык элементтин ар кандай касиеттерге ээ бир катар жөнөкөй кошулмаларды түзө алуу жөндөмү. Анын аркасында адамзат алмаз жана графит, моноклиник жана ромб түрүндөгү күкүрт, кычкылтек жана озон сыяктуу заттарды изилдеп, колдонуп келет. Мындай жөндөмгө ээ болгон химиялык элемент сөзсүз түрдө эки гана модификация менен чектелбейт, айрымдарында көбүрөөк болот.
Туташуу тарыхы
Көптөгөн органикалык жана минералдык заттардын түзүүчү бирдиги, анын ичинде озон - химиялык элемент, белгилекайсы O - кычкылтек, грек тилинен которгондо "oxys" - кычкыл жана "gignomai" - төрөт.
Биринчи жолу кычкылтектин жаңы аллотропиялык модификациясын электрдик разряддар менен эксперименттер учурунда 1785-жылы голландиялык Мартин ван Марун ачкан, анын көңүлүн өзгөчө жыт өзүнө бурган. Ал эми бир кылым өткөндөн кийин, француз Шенбейн күн күркүрөгөндөн кийин ошол эле бар экендигин белгилеген, натыйжада газ "жыттуу" деп аталат. Бирок илимпоздор алардын жыт сезүү сезими озондун жытын сезет деп ишенип, бир аз алданышкан. Алар жыттаган жыт O3 менен реакцияда кычкылданган органикалык кошулмалардын жыты болчу, анткени газ жогорку реактивдүү.
Электрондук түзүлүш
O2 жана O3, химиялык элементтин структуралык фрагменттери бирдей. Озон бир кыйла татаал түзүлүшкө ээ. Кычкылтекте бардыгы жөнөкөй – эки кычкылтек атому элементтин валенттүүлүгүнө ылайык ϭ- жана π-компоненттерден турган кош байланыш менен байланышкан. O3 бир нече резонанстык түзүлүшкө ээ.
Кош байланыш эки кычкылтекти бириктирет, ал эми үчүнчүсүндө жалгыз бир байланыш бар. Ошентип, π-компоненттин миграциясына байланыштуу жалпы сүрөттө үч атом бир жарым байланышка ээ. Бул байланыш бир байланыштан кыска, бирок кош байланыштан узунураак. Окумуштуулар жүргүзгөн эксперименттер циклдик молекуланын мүмкүнчүлүгүн жокко чыгарат.
Синтез ыкмалары
Озон сыяктуу газдын пайда болушу үчүн кычкылтек химиялык элементи жеке атомдор түрүндө газ чөйрөсүндө болушу керек. Мындай шарттар кагылышуу менен түзүлөткычкылтек молекулалары O2 электрдик разряддар же башка жогорку энергиялуу бөлүкчөлөр учурунда, ошондой эле ультрафиолет менен нурланганда электрондор менен.
Табигый атмосферадагы озондун жалпы суммасынын арстандык үлүшү фотохимиялык ыкма менен түзүлөт. Адам химиялык активдүүлүктө, мисалы, электролиттик синтез сыяктуу башка ыкмаларды колдонууну артык көрөт. Бул платина электроддорунун суулуу электролит чөйрөсүнө жайгаштырылып, токтун башталышынан турат. Реакция схемасы:
N2O + O2 → O3 + N 2 + e-
Физикалык касиеттери
Кычкылтек (O) – озон – химиялык элемент сыяктуу заттын курамдык бирдиги, анын формуласы, ошондой эле салыштырмалуу молярдык массасы мезгилдик таблицада көрсөтүлгөн. O3 пайда кылып, кычкылтек O2 касиеттеринен кескин айырмаланган касиеттерге ээ болот.
Көк газ – озон сыяктуу кошулмалардын нормалдуу абалы. Химиялык элемент, формула, сандык мүнөздөмөлөрү - мунун баары бул затты аныктоо жана изилдөө учурунда аныкталган. Анын кайноо температурасы -111,9°С, суюлтулган абалы кочкул кызгылт түскө ээ, андан ары даражасы -197,2°Сге чейин төмөндөп, эрүү башталат. Агрегациянын катуу абалында озон кызгылт көк түстөгү кара түскө ээ болот. Анын эригичтиги кычкылтектин O2 бул касиетинен он эсе жогору. Абадагы эң аз концентрацияларда адам сезетозон жыты, ал курч, өзгөчө жана металлдын жытына окшош.
Химиялык касиеттери
Өтө активдүү, реакциячыл көз караштан алганда, озон газы. Аны пайда кылган химиялык элемент кычкылтек. Озондун башка заттар менен аракеттешүү жүрүм-турумун аныктоочу мүнөздөмөлөр болуп, жогорку кычкылдануу жөндөмдүүлүгү жана газдын өзүнүн туруксуздугу саналат. Жогорку температурада ал болуп көрбөгөндөй ылдамдыкта ажырайт, процесс металл оксиддери, хлор, азоттун диоксиди жана башкалар сыяктуу катализаторлордун жардамы менен тездетет. Кычкылдандыруучу агенттин касиеттери озонго мүнөздүү болгон молекуланын структуралык өзгөчөлүктөрүнө жана кычкылтек атомдорунун биринин кыймылдуулугуна байланыштуу, ал бөлүнүп чыгып, газды кычкылтекке айлантат: O3→ O2 + O ·
Кислород (кычкылтек жана озон сыяктуу заттардын молекулалары курулган кирпич) химиялык элемент. Реакция теңдемелеринде жазылгандай - О. Озон алтын, платина жана анын подгруппаларынан башка бардык металлдарды кычкылдандырат. Атмосферадагы газдар – күкүрттүн оксиддери, азот жана башкалар менен реакцияга кирет. Органикалык заттар да инерттик бойдон калбайт, аралык кошулмаларды түзүү аркылуу көп байланыштарды бузуу процесстери өзгөчө тез жүрөт. Реакция продуктулары айлана-чөйрөгө жана адамдарга зыянсыз болушу өтө маанилүү. Бул суу, кычкылтек, ар кандай элементтердин жогорку оксиддери, көмүртек кычкылы. Кальцийдин, титандын жана кремнийдин кычкылтек менен бинардык бирикмелери озон менен өз ара аракеттенишпейт.
Колдонмо
"Жыттаган" газ колдонулган негизги аймакозондоштуруу. Стерилдештирүүнүн бул ыкмасы хлор менен дезинфекциялоодон алда канча натыйжалуу жана тирүү организмдер үчүн коопсуз. Сууну озон менен тазалоодо коркунучтуу галогендер менен алмаштырылган уулуу метан туундуларынын пайда болушу болбойт.
Бул экологиялык жактан таза стерилдөө ыкмасы барган сайын тамак-аш өнөр жайында колдонулууда. Муздаткыч жабдуулар, тамак-аш сактагычтар озон менен иштетилет жана аны менен жыттар жок кылынат.
Медицина үчүн озондун дезинфекциялоочу касиети да өтө зарыл. Алар жараларды, туздуу эритмелерди дезинфекциялайт. Веноздук кан озондолуп, бир катар өнөкөт оорулар “жыттуу” газ менен дарыланат.
Табиятта болуу жана мааниси
Жөнөкөй зат озон – стратосферанын газ курамынын элементи, планетанын бетинен болжол менен 20-30 км аралыкта жайгашкан Жерге жакын мейкиндиктин аймагы. Бул кошулманы чыгаруу электрдик разряддар менен байланышкан процесстерде, ширетүүдө жана көчүрмө машиналарын иштетүүдө болот. Бирок Жердин атмосферасындагы озондун жалпы көлөмүнүн 99% стратосферада түзүлөт жана аны камтыйт.
Жерге жакын мейкиндикте газдын болушу абдан маанилүү болгон. Анда бардык тирүү жандыктарды күндүн өлүмгө алып келген ультрафиолет нурларынан коргогон озон катмарын пайда кылат. Кызык, бирок чоң пайдасы менен бирге газдын өзү адамдар үчүн кооптуу. Адам дем алган абада озондун концентрациясынын көбөйүшү анын өтө химиялык активдүүлүгүнөн улам организмге зыян келтирет.
