산소 동소체

Allotropes of oxygen

알려진 산소 동소체가 몇 개 있다.가장 친숙한 것은 지구의 대기에 상당한 수준으로 존재하는 분자 산소이고2 또한 다이옥시겐 또는 삼중항 산소라고도 알려져 있습니다.다른 하나는 반응성이 높은 오존(O3)입니다.기타는 다음과 같습니다.

  • 활성산소인 원자산소(O1)
  • 분자 산소의 두 가지 준안정 상태 중 하나인 Singlet 산소(O2*)입니다.
  • 테트라산소(O4)는 또 다른 준안정형이다.
  • 고체 산소. 6가지 다양한 색상으로 존재하며, 하나는 O이고
    8 다른 하나는 금속입니다.

원자 산소

O(3P) 또는 O(3P)[1]로 표시된 원자 산소는 산소 원자의 단일 원자가 인근 분자와 빠르게 결합하는 경향이 있기 때문에 매우 반응적이다.지구 표면에서, 그것은 매우 짧은 시간 동안 자연적으로 존재한다.우주공간에서는 충분한 자외선이 존재하기 때문에 지구궤도 대기가 낮아져 산소의 96%가 원자 [1][2]형태로 발생한다.

Mariner, Viking, 그리고 Sofia [3]천문대에 의해 화성에서 원자 산소가 발견되었다.

다이옥시겐

주요 기사:산소
다음 항목도 참조하십시오.생물 반응 중의 다이옥시겐
가장 흔하게 볼 수 있는 원소 산소 동소체는 디라디칼인 트리플렛 디옥시젠이다.여기에 파선을 사용하여 표시된 것처럼 쌍으로 구성되지 않은 전자는 3개의 전자 결합에 참여합니다.

기본적인 산소의 지구, O2에 공용 allotrope 일반적으로 산소지만dioxygen, 이원자의 산소, 분자 산소가 생성되거나 산소 가스가 요소 자체와 3원자의 allotrope 오존 O3에서 그것을 감별할 것으로 알려져 있다.지구 대기의 주요 요소(부피로 약 21%)으로서, 기본적인 산소 가장 일반적으로 enco 있다.이원자의 형태로 변형되지 않았습니다.호기성 생물은 화학 에너지를 얻기 위해 세포 호흡의 말단 산화제로 대기 중의 다이옥시겐을 사용한다.다이옥시겐의 바닥 상태는 삼중항 산소 O로2 알려져 있는데, 그 이유는 두 개의 짝이 없는 전자를 가지고 있기 때문이다.첫 번째 들뜬 상태, 싱글렛 산소, O는2, 짝이 없는 전자를 가지고 있지 않고 전이 가능하다.더블렛 상태는 홀수 개수의 전자를 필요로 하므로, 슈퍼옥시드 이온(O−
2) 또는 디옥시제닐 이온(O+
2)과 같이 전자를 얻거나 잃지 않고서는 다이옥시젠에서 발생할 수 없다.

O의 접지
2 상태는 결합 길이가 121pm이고 결합 에너지는 498kJ/[4]mol입니다.비등점이 -183°C(90K; -297°F)[5]인 무색 가스입니다.끓는점이 -196°C(77K; -321°F)인 액체 질소로 냉각하여 공기로부터 응축할 수 있습니다.액체 산소는 옅은 파란색이며, 짝이 없는 전자 때문에 상당히 현저하게 상사성입니다. 끈으로 매달린 플라스크에 포함된 액체 산소는 자석에 끌립니다.

싱글렛 산소

주요 기사:싱글렛 산소

싱글렛 산소는 바닥 상태의 트리플렛 산소보다 높은 에너지를 가진 두 개의 준안정 가능한 분자 산소(O2) 상태를 가리키는 일반적인 이름입니다.전자 껍데기의 차이로 인해, 싱글렛 산소는 다른 파장에서 빛을 흡수하고 방출하는 것을 포함하여 트리플렛 산소와 다른 화학적, 물리적 특성을 가지고 있습니다.그것은 로즈벵갈, 메틸렌블루 또는 포르피린과 같은 염료 분자의 에너지 전달 또는 물 속의 삼산화수소의 자발적 분해 또는 과산화수소와 차아염소산염의 반응과 같은 화학 작용에 의해 광증감 공정에서 생성될 수 있다.

오존

주요 기사 : 오존

3원자 산소(ozone, O3)는 표준 온도와 압력에서 옅은 파란색 기체인 매우 반응성 산소 동위원소입니다.액체 및 고체3 O는 일반2 O보다 파란색이 짙고 불안정하며 [6][7]폭발성이 있습니다.가스 단계에서 오존은 고무나 섬유와 같은 물질에 파괴적이고 폐 [8]조직에 손상을 준다.그 흔적은 전기 모터, 레이저 프린터, 복사기에서 나오는 톡 쏘는 염소 냄새로,[5] 공기가 방전될 때마다 형성되기 때문에 검출할 수 있다.이것은 1840년 크리스티안 프리드리히 쇤바인에 의해 "오존"이라고 이름 붙여졌는데, 이는 고대 그리스어 "오제인:[9] "냄새"에 접미사 -on을 더한 것으로, 당시 파생 화합물을 나타내는 데 일반적으로 사용되었고 영어로는 -one으로 [10]표기되었다.

오존은 열역학적으로 불안정하며 더 일반적인 다이옥시겐 형태에 반응하는 경향이 있다.오존은 상층 대기의 UV 복사가 O를 [6]쪼개면서2 생성된2 원자 산소와 반응하여 형성된다. 오존은 자외선과 성층권에서 생물권의 돌연변이 유발 및 태양 자외선 복사의 다른 해로운 영향으로부터 차단하는 역할을 한다(오존층 [6]참조).대류권 오존은 자동차 [11]배기가스의 이산화질소의 광화학적인 분해에 의해 지구 표면 근처에서 형성된다.지상 오존은 폐기종, 기관지염, [12]천식과 같은 심장 및 폐 질환이 있는 노인, 어린이, 그리고 사람들에게 특히 해로운 대기 오염 물질이다.면역체계는 항균제로 오존을 생성한다.[13]

순환 오존

주요 기사:순환 오존

순환 오존은 이론적으로 예측된3 O 분자로, 세 개의 산소 원자가 열린 각도가 아닌 정삼각형으로 결합합니다.

테트라산소

주요 기사:테트라산소

테트라산소는 옥소존으로 알려진 1900년대 초반부터 존재한다고 의심되어 왔다.그것은 2001년 [14]로마 대학의 풀비오 카카체가 이끄는 팀에 의해 확인되었다.분자
4 O는 나중에 O로
8 식별된 고체 산소의 단계 중 하나인 것으로 생각되었다.카체 연구팀은 O가 유도 쌍극자 분산력에 의해 느슨하게 결합되어 있는 두 개의 아령 같은
2 O 분자로 구성되어 있을 것이라고 제안했다
4.

고체 산소의 위상

주요 기사:고체 산소

고체 산소에는 여섯 가지 뚜렷한 단계가 알려져 있습니다.그 중 하나는 진한 빨간색의
8 O 성단입니다.산소는 96GPa의 압력을 받으면 [15]수소와 마찬가지로 금속이 되며, 셀레늄(원소상태에서 분홍색-빨간색을 나타냄), 텔루륨, 폴로늄과 같은 무거운 칼코겐과 더 유사해진다.매우 낮은 온도에서 이 상은 초전도 상태가 된다.

레퍼런스

  1. ^ a b 라이언 D.세인트루이스 대학교 McCulla(2010)."원자 산소 O(3P): 광생성과 생체분자와의 반응"
  2. ^ "Out of Thin Air" 2017-06-23 웨이백 머신에 보관.NASA.gov 를 참조해 주세요.2011년 2월 17일
  3. ^ Bell, Kassandra (6 May 2016). "Flying observatory detects atomic oxygen in Martian Atmosphere". NASA. Archived from the original on 8 November 2020. Retrieved 30 September 2021.
  4. ^ Chieh, Chung. "Bond Lengths and Energies". University of Waterloo. Archived from the original on 14 December 2007. Retrieved 16 December 2007.
  5. ^ a b 화학 튜토리얼: AUS-e-TUTE.com에서 웨이백 머신에 보관된 2021-11-17.au
  6. ^ a b c 멜러 1939
  7. ^ 면, F.앨버트와 윌킨슨, 제프리(1972년).고급 무기 화학: 포괄적인 텍스트 (제3판).뉴욕, 런던, 시드니, 토론토:인터사이언스 출판물ISBN 0-471-17560-9.
  8. ^ 슈트베르트카 1998, 48페이지
  9. ^ Christian Friedrich Schönbein, Uber die Erzeugung des Ozons auf chemischen Wege at the Wayback Machine, 3페이지, 바젤: Schweighauser'sche Buchhandlung, 1844.
  10. ^ 옥스포드 영어사전 온라인판 "오존"은 2020년 6월 29일을 회수했다.
  11. ^ 슈트베르트카 1998, 49페이지
  12. ^ "Who is most at risk from ozone?". airnow.gov. Archived from the original on 17 January 2008. Retrieved 2008-01-06.
  13. ^ Paul Wentworth Jr.; Jonathan E. McDunn; Anita D. Wentworth; Cindy Takeuchi; Jorge Nieva; Teresa Jones; Cristina Bautista; Julie M. Ruedi; Abel Gutierrez; Kim D. Janda; Bernard M. Babior; Albert Eschenmoser; Richard A. Lerner (2002-12-13). "Evidence for Antibody-Catalyzed Ozone Formation in Bacterial Killing and Inflammation". Science. 298 (5601): 2195–2199. Bibcode:2002Sci...298.2195W. doi:10.1126/science.1077642. PMID 12434011. S2CID 36537588.
  14. ^ Cacace, Fulvio (2001). "Experimental Detection of Tetraoxygen". Angewandte Chemie International Edition. 40 (21): 4062–4065. doi:10.1002/1521-3773(20011105)40:21<4062::AID-ANIE4062>3.0.CO;2-X. PMID 12404493.
  15. ^ Peter P. Edwards; Friedrich Hensel (2002-01-14). "Metallic Oxygen". ChemPhysChem. 3 (1): 53–56. doi:10.1002/1439-7641(20020118)3:1<53::AID-CPHC53>3.0.CO;2-2. PMID 12465476.

추가 정보

  • Parks, G. D.; Mellor, J. W. (1939). Mellor's Modern Inorganic Chemistry (6th ed.). London: Longmans, Green and Co.
  • Stwertka, Albert (1998). Guide to the Elements (Revised ed.). Oxford University Press. ISBN 0-19-508083-1.