氧氣分子結(jié)構(gòu)編輯O2分子內(nèi)的化學(xué)鍵通常是共價(jià)鍵。氧氣的結(jié)構(gòu)從實(shí)驗(yàn)上來說,順磁共振光譜證明O有順磁性,還證明O有兩個(gè)未成對(duì)地電子。說明原來的以雙鍵結(jié)合的氧分子結(jié)構(gòu)式不符合實(shí)際。氧氣的結(jié)構(gòu)如右圖所示,基態(tài)O2分子中并不存在雙鍵,氧分子里形成了兩個(gè)三電子鍵。氧的分子軌道電子排布式是,在π軌道中有不成對(duì)的單電子,所以O(shè)2分子是所有雙原子氣體分子中的一種具有偶數(shù)電子同時(shí)又顯示順磁性的物質(zhì)。[5]氧氣分子的分子軌道能級(jí)圖兩個(gè)氧原子進(jìn)行sp軌道雜化,一個(gè)單電子填充進(jìn)sp雜化軌道,成σ鍵,另一個(gè)單電子填充進(jìn)p軌道,成π鍵。氧氣是奇電子分子,具有順磁性。[5]單線態(tài)氧和三線態(tài)氧普通氧氣含有兩個(gè)未配對(duì)的電子,等同于一個(gè)雙游離基。兩個(gè)未配對(duì)電子的自旋狀態(tài)相同,自旋量子數(shù)之和S=1,2S+1=3,因而基態(tài)的氧分子自旋多重性為3,稱為三線態(tài)氧。[6]在受激發(fā)下,氧氣分子的兩個(gè)未配對(duì)電子發(fā)生配對(duì),自旋量子數(shù)的代數(shù)和S=0,2S+1=1,稱為單線態(tài)氧。空氣中的氧氣絕大多數(shù)為三線態(tài)氧。紫外線的照射及一些有機(jī)分子對(duì)氧氣的能量傳遞是形成單線態(tài)氧的主要原因。單線態(tài)氧的氧化能力高于三線態(tài)氧。單線態(tài)氧的分子類似烯烴分子,因而可以和雙烯發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應(yīng)。乙炔在使用貯運(yùn)中要避免與銅接觸。濰坊乙炔鋼瓶
史普利斯特里對(duì)氧氣的研究約瑟夫·普里斯特利普利斯特里從布萊克煅燒石灰石對(duì)CO2的發(fā)現(xiàn)受到啟發(fā),利用凸透鏡聚集太陽光使一些物質(zhì)燃燒或分解放出氣體并進(jìn)行研究。1774年8月1日,普利斯特里終于成功地制得了氧氣,成為化學(xué)史上有重大意義的事件。他的實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單,把氧化汞放在一個(gè)充滿**的玻璃瓶里,然后,把玻璃瓶倒放在**槽中,玻璃瓶完全被**充滿,空氣全被排除掉,氧化汞浮在**上面。然后,他用凸透鏡聚集太陽光,照射到氧化汞上,使氧化汞受熱。經(jīng)過長(zhǎng)期加熱,溫度逐漸升高,氧化汞受熱分解成汞,并放出氧氣。于是,氧氣聚集起來排走玻璃瓶中的汞,使汞面降低。氣體空間體積不斷增加,直到氣體體積為氧化汞體積的三四倍為止。其反應(yīng)方程式為:。但是,當(dāng)初他并不知道制得的純凈氣體是氧氣。盡管如此,細(xì)心的普利斯特里又做了許多試驗(yàn)來了解這種氣體的性質(zhì),以及它同別種“空氣”的區(qū)別。他的研究方法是:他將研究的氣體放在玻璃瓶中,倒一些水進(jìn)去,該氣體不溶解。他把燃燒的蠟燭放進(jìn)該氣體中,蠟燭竟放出耀眼的強(qiáng)光。他把一只老鼠放到充滿該氣體的瓶子里,老鼠活蹦亂跳,很自在,他猜想人吸入了可能也好受。他用玻璃管把大瓶中的氧氣吸入肺中。濰坊乙炔丙烷供給適量空氣,可以完全燃燒發(fā)出亮白光,在電燈未普及或沒有電力的地方可以用做照明光源。
注意:乙炔在使用貯運(yùn)中要避免與銅接觸。酸堿反應(yīng)炔烴中C≡C的C是sp雜化,使得Csp-H的σ鍵的電子云更靠近碳原子,增強(qiáng)了C-H鍵極性使氫原子容易解離,顯示“酸性”。連接在C≡C碳原子上的氫原子相當(dāng)活潑,易被金屬取***成炔烴金屬衍生物叫做炔化物。CH≡CH+Na→CHa+1/2H2(條件液氨)CH≡CH+2Na→aa+H2(條件液氨,190℃~220℃)CH≡CH+NaNH2→CHa+NH3CH≡CH+Cu2Cl2(2AgCl)+2NH4OH→uu(CAg≡CAg)↓+2NH4Cl+2H2O(注意:只有在三鍵上含有氫原子時(shí)才會(huì)發(fā)生,用于鑒定端基炔RH≡CH)。其他化學(xué)特性乙炔與銅、銀、**等金屬或其鹽類長(zhǎng)期接觸時(shí),會(huì)生成乙炔銅(Cu2C2)和乙炔銀(Ag2C2)等性混合物,當(dāng)受到摩擦、沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生。因此,凡供乙炔使用的器材都不能用銀和含銅量70%以上的銅合金制造。乙炔制備方法乙炔電石法由電石(碳化鈣)與水作用制得。[2]實(shí)驗(yàn)室中常用電石跟水反應(yīng)制取乙炔。與水的反應(yīng)是相當(dāng)激烈的,可用分液漏斗控制加水量以調(diào)節(jié)出氣速度。也可以用飽和食鹽水。實(shí)驗(yàn)室制乙炔示意圖原理:電石發(fā)生水解反應(yīng),生成乙炔。裝置:燒瓶和分液漏斗(不能使用啟普發(fā)生器)。燒瓶口要放棉花,以防止泡沫溢出。試劑:電石(CaC?)和水。
其他防護(hù):工作現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙。避免長(zhǎng)期反復(fù)接觸。進(jìn)入罐、限制性空間或其他高濃度區(qū)作業(yè),必須有人監(jiān)護(hù)。泄漏應(yīng)急處理:迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處,并進(jìn)行隔離,嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防靜電工作服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng),加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑以收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能,將漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至空曠地方或裝設(shè)適當(dāng)噴頭燒掉。漏氣容器要妥善處理,修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。有害燃燒產(chǎn)物:一氧化碳、二氧化碳。滅火方法:切斷氣源。若不能切斷氣源,則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。滅火劑:霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。乙炔應(yīng)急醫(yī)療診斷要點(diǎn):(1)吸入一定濃度后有輕度、頭昏。(2)吸入高濃度時(shí)先興奮、多語、哭笑不安,繼而、眩暈、惡心、嘔吐、步態(tài)不穩(wěn)、嗜睡。(3)嚴(yán)重者昏迷。(4)乙炔急性毒性主要是因?yàn)楦邼舛葧r(shí)置換了空氣中的氧,引起單純性窒息作用,缺氧是主要致死原因。處理原則:可參考“丙烯中毒”。預(yù)防措施:停止吸入,癥狀迅速消失。實(shí)際上,乙炔中毒者的癥狀部分由于混入的磷化氫、硫化氫和其他氣體所致。乙炔在**中的溶解度為237g/L,溶液是穩(wěn)定的。
德國東方學(xué)者克拉普羅特偶然讀到一本64頁的漢文手抄本,書名是《平龍認(rèn)》,作者是馬和,著作年代是唐代至德元年(公元756年)。克拉普羅特讀完此書以后,驚奇地發(fā)現(xiàn),這本講述如何在大地上尋找“龍脈”的堪輿家著作,竟揭示了深刻的科學(xué)道理:空氣和水里都有氧氣存在。1807年,克拉普羅特在彼得堡俄國科學(xué)院學(xué)術(shù)討論會(huì)上宣讀了一篇論文,題目是《第八世紀(jì)中國人的化學(xué)知識(shí)》,其中提到,空氣中存在“陰陽二氣”,用火硝、青石等物質(zhì)加熱后就能產(chǎn)生“陰氣”;水中也有“陰氣”,它和“陽氣”緊密結(jié)合在一起,很難分解。克拉普羅特指出,馬和所說的“陰氣”,就是氧氣。證明中國早在唐朝就知道氧氣的存在并且能夠分解它,比歐洲人發(fā)現(xiàn)氧氣足足早了1000多年。克拉普羅特這篇論文使在場(chǎng)的科學(xué)家都感到驚奇不已。[4]氧氣名稱由來氧氣(Oxygen)希臘文的意思是“酸素”,該名稱是由法國化學(xué)家拉瓦錫所起,原因是拉瓦錫錯(cuò)誤地認(rèn)為,所有的酸都含有這種新氣體。日文里氧氣的名稱仍然是“酸素”。氧氣的中文名稱是清朝徐壽命名的。他認(rèn)為人的生存離不開氧氣,所以就命名為“養(yǎng)氣”即“養(yǎng)氣之質(zhì)”,后來為了統(tǒng)一就用“氧”代替了“養(yǎng)”字,便叫這“氧氣”。純乙炔為無色芳香氣味的易燃?xì)怏w。壽光乙炔廠家
會(huì)生成乙炔銅(Cu2C2)和乙炔銀(Ag2C2)等性混合物。濰坊乙炔鋼瓶
用于鑒定端基炔RH≡CH)。其他化學(xué)特性乙炔與銅、銀、**等金屬或其鹽類長(zhǎng)期接觸時(shí),會(huì)生成乙炔銅(Cu2C2)和乙炔銀(Ag2C2)等性混合物,當(dāng)受到摩擦、沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生。因此,凡供乙炔使用的器材都不能用銀和含銅量70%以上的銅合金制造。乙炔制備方法乙炔電石法由電石(碳化鈣)與水作用制得。[2]實(shí)驗(yàn)室中常用電石跟水反應(yīng)制取乙炔。與水的反應(yīng)是相當(dāng)激烈的,可用分液漏斗控制加水量以調(diào)節(jié)出氣速度。也可以用飽和食鹽水。實(shí)驗(yàn)室制乙炔示意圖原理:電石發(fā)生水解反應(yīng),生成乙炔。裝置:燒瓶和分液漏斗(不能使用啟普發(fā)生器)。燒瓶口要放棉花,以防止泡沫溢出。試劑:電石(CaC?)和水。反應(yīng)方程式:CaC?+2H-OH→Ca(OH)?+CH≡CH↑收集方法:排水集氣法或向下排空氣集氣法(不常用)尾氣處理:點(diǎn)燃制備裝置與氫氣等氣體類同。[2]乙炔天然氣法天然氣制乙炔法預(yù)熱到600-650℃的原料天然氣和氧進(jìn)入多管式燒嘴板乙炔爐,在1500℃下,甲烷裂解制得8%左右的稀乙炔,再用N-甲基吡咯烷酮提濃制得99%的乙炔成品。[2]乙炔主要用途乙炔可用以照明、焊接及切斷金屬(氧炔焰),也是制造乙醛、醋酸、苯、合成橡膠、合成纖維等的基本原料。乙炔燃燒時(shí)能產(chǎn)生高溫。濰坊乙炔鋼瓶
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