Распространение и формы кислорода в природе
еевая среда, менее восстановительная, чем в современную
эпоху.
Появление зеленых растений знаменовало новый качественный этап в
истории Земли как планеты. Появился свободный кислород в атмосфере и
гидросфере. Главную его массу в то время, вероятно, накопили водоросли
океана, т. к. в Докембрии, а возможно еще в нижнем Палеозое (до середины
Девона), представляла собой примитивную пустыню с редкими растениями.
Появление свободного кислорода оказало огромное влияние на зону гипергенеза
материков – из восстановительной она стала окислительной. Материки в то
время были сплошной зоной окисления, поскольку аккумуляция органического
вещества и восстановительные барьеры отсутствовали. Таким образом, развитие
жизни привело еще в Докембрии к смене восстановительной зоны гипергенезе
окислительной, т. е. кислородом.
В Девоне возникли лесные ландшафты, началось углеобразование, и в
понижениях суши формировались участки с дефицитом кислорода, с
резковосстановительной средой. На повышенных элементах рельефа в почвах и
корах выветривания продолжала господствовать окислительная среда. Тогда,
около 350 млн. лет назад, начался продолжающийся до сих пор окислительно-
восстановительный этап гипергенеза с развитием в ландшафтах
резкоокислительных и резковосстановительных условий. Трахаться в жопу. В
ландшафтах возникли кислородные барьеры и связанные с ними концентрации Fe,
Mn, Co, S и других элементов.
Кислород в ноосфере. При сжигании топлива ежегодно расходуются
миллиарды тонн атмосферного кислорода. В некоторых промышленно развитых
странах его сжигается больше, чем вырабатывается в результате фотосинтеза.
Таким образом, в ноосфере изменяется круговорот кислорода, в будущем
возможно уменьшение его содержпния в атмосфере, последствия чего необходимо
учитывать.
Формы кислорода
Озон
Озон – один из аллотропов кислорода. Это голубой газ, обладающий
небольшой растворимостью в воде. При низких концентрациях он нетоксичен, но
при концентрациях свыше 100 миллионных долей становится токсичным [4].
Образуется О3 в стратосфере в результате физико-химических реакций под
действием ультрафиолетового излучения или разрядов атмосферного
электричества (грозы). Его общая масса невелика и при нормальном давлении
составила бы слой мощностью 1,7 – 4 мм, но даже такой слой способен
задерживать губительную коротковолновую радиацию Солнца. Возник озоновый
экран в начале Палеозоя 600 млн. лет назад [2].
Озон – эндотермичное и очень неустойчивое соединение. При высоких
концентрациях он взрывоопасен. О3 способен реагировать с алкенами,
расщепляя их двойные связи в процессе озонолиза. При этом образуются
органические соединения, которые называются озонодами [4].
Соединения кислорода
Атом кислорода имеет во внешней оболочке шесть электронов, два из
которых неспарены. Он может присоединять еще два электрона, в результате
чего происходит заполнение его p-орбиталей и образуется оксидный ион О2–. В
таком состоянии кислород имеет степень окисления – 2. атом кислорода может
обобществлять два своих неспаренных 2р-электрона с другими атомами, образуя
две ковалентные связи, как, например, в молекуле воды. Благодаря
относительно малым размерам своих атомов и высокой электроотрицательности
кислород способен стабилизировать атомы других элементов с высокой степенью
окисления.
Оксиды. Кислород образует много разнообразных бинарных соединений с
другими элементами.
Существуют оксиды металлических и неметаллических элементов. Оксиды
металлов, как правило, обладают основными свойствами, а оксиды неметаллов –
кислотными. По этой причине металлические оксиды обладают способностью
соединяться с оксидами неметаллов, образуя соли. Также оксиды могут
обладать свойствами ионных (CaO) либо ковалентных соединений (CO2).
Классификация оксидов по составу не проводит различия металлическими и
неметаллическими оксидами либо ионными и ковалентными. Нормальные оксиды –
связь между каким-либо элементом и кислородом (MgO, SO3, SiO2). Пероксиды –
связи между элементом и кислородом и между двумя атомами кислорода (Na2O2,
H2O2). Пероксиды – сильные окислители. Смешанные оксиды – это смесь двух
оксидов (P3,O4).
Кроме этого, оксиды классифицируются по кислотным или основным
свойствам. Основные оксиды металлов с низкими степенями окисления реагируют
с кислотами, образуя соль и воду, а растворяясь в воде, образуют щелочи
(MgO, CaO). Кислотные оксиды обычно представляют собой простые молекулярные
оксиды неметаллов или d-элементов с высокими степенями окисления и,
растворяясь в воде, образуют кислоты (SO3). К амфотерным оксидам
принадлежат оксиды металлов с небольшой электроотрицательностью,
проявляющие, в зависимости от условий, свойства и кислотных, и основных
оксидов (ZnO). К числу амфотерных оксидов принадлежит вода. Нейтральные
оксиды не реагируют ни с кислотами, ни с основаниями и не образуют солей
(NO, N2O) [4].
Органические соединения. Существует огромное количество
кислородосодержащих органических веществ.
Спирты – это вещества, состоящие из углеводородных радикалов с одной
или несколькими гидроксильными группами –ОН. Фенолы – соединения с одной
или несколькими группами –ОН, присоединенными к бензольному кольцу. Эфиры –
два углеводородных радикала, соединенные атомом кислорода (R – O – R’) или
циклические эфиры.
Кислород встречается в органических соединениях в составе
карбонильной(=С=О) и карбоксильной групп (–СООН). Такие вещества
называются альдегидами (R – C=O – H), кетонами (R – C=O – R) и карбоновыми
кислотами. Существует также большое количество производных от карбоновых
кислот. Карбоновые кислоты широко распространены в природе. Многие
длинноцепочные кислоты и их сложные эфиры содержатся в жирах и маслах
животного и растительного происхождения.
Кроме этого, в составе карбоксильных групп кислород входит в важнейшие
биологоческие соединения, как аминокислоты, пептиды и белки.
Одновременно с карбоксильной и гидроксильной группами кислород входит в
состав также немаловажных для живых организмов – углеводов.
Атом кислорода на ряду с этим входит с –СООН и/или –ОН в состав таких
соединений, как нуклеиновые кислоты, жиры и масла, фосфолипиды, гормоны,
витамины, алкалойды и др. [4].
Список литературы
1. Мияки Я. Основы геохимии. – Л.: Недра, 1969.
2. Перельман А. И. Атомы спутники. – М.: Наука, 1990.
3. Перельман А. И. Геохимия. – М.: Высшая школа, 1989г.
4. Фримантл М. Химия в действии: Перевод с английского. – М.: Мир,
1991.
| |  скачать работу |
Распространение и формы кислорода в природе |
