单线态氧和三线态氧 普通氧气含有两个未配对的电子,等同于一个双游离基。两个未配对电子的自旋状态相同,自旋**数之和S=1,2S 1=3,因而基态的氧分子自旋多重性为3,称为三线态氧。[6] 在受激发下,氧气分子的两个未配对电子发生配对,自旋**数的代数和S=0,2S 1=1,称为单线态氧。 空气中的氧气绝大多数为三线态氧。紫外线的照射及一些**分子对氧气的能量传递是形成单线态氧的主要原因。单线态氧的氧化能力**三线态氧。 单线态氧的分子类似烯烃分子,因而可以和双烯发生狄尔斯-阿尔德反应,高纯度液氧。 物化性质 物理性质 无色无味气体,熔点-218.8℃,沸点-183,高纯度液氧.1℃。 同素异形体:臭氧(O3),高纯度液氧,四聚氧(O4),红氧(O8)。
1、分离液态空气法 在低温的条件下加压,可以使空气转变为液态,然后蒸发,但是由于液态氮的沸点是‐196℃,比液态氧的沸点(‐183℃)低,因此首先要从液态空气中蒸发出来,剩下的主要就是液态氧。 空气中的主要的成分就是氧气和。利用氧气和的沸点不同,从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、、、碳化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气。然后,利用氧和氮的沸点的不同,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和分离开来,得到纯氧(可以达到99.6%的纯度)和纯氮(可以达到99.9%的纯度)。
分子结构: O2分子内的化学键通常都是共价键。 氧气的结构: 从实验上来说的话,顺磁共振光谱证明O有顺磁性,还证明O有两个未成对地电子。说明原来的以双键结合的氧分子结构式是不符合实际的。 氧气的结构:基态O2分子中并不存在双键,氧分子里形成了两个三电子键。 氧的分子轨道电子排布式是 ,在π轨道中有不成对的单电子,所以O2分子是所有双原子气体分子中唯 一的一种具有偶数电子同时又显示顺磁性的物质。[5] 氧气分子的分子轨道能级图 两个氧原子进行sp轨道杂化,一个单电子填充进sp杂化轨道,成σ键,另一个单电子填充进p轨道,成π键。氧气是奇电子分子,具有顺磁性。