Положение элемента в Периодической системе и строение его атомов:
Кислород (O) находится в 16-й группе (подгруппа VIA) и 2-м периоде Периодической системы элементов. Его атомный номер — 8, что означает наличие в атоме кислорода 8 протонов и, в нейтральном состоянии, 8 электронов. Электронная конфигурация кислорода: (1s^2 2s^2 2p^4). То есть, на внешнем уровне (L-оболочке) у него 6 электронов, что определяет его высокую химическую активность и способность образовывать ковалентные связи.
Характер простого вещества (металл, неметалл, переходный металл):
Кислород в форме простого вещества (O2) является неметаллом. Он представляет собой бесцветный газ без запаха и вкуса при стандартных условиях. В природе кислород существует главным образом в виде двухатомных молекул (O2), а также в виде озона (O3) в меньших количествах.
Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами:
Другие элементы группы VIA — сера (S), селен (Se), теллур (Te) и полоний (Po) — также являются неметаллами (сера и селен) или имеют промежуточные свойства (теллур и полоний). По сравнению с серой, кислород более реакционноспособен, что связано с его меньшим атомным радиусом и более высокой электроотрицательностью. В отличие от кислорода, сера при стандартных условиях является твердым веществом. Селен и теллур тоже твердые и имеют металлический блеск, что делает их менее неметаллическими по сравнению с кислородом и серой.
Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами:
Второй период включает такие элементы, как азот (N), фтор (F), неон (Ne). Азот (N2) также является двухатомным молекулярным газом, но менее реакционноспособен по сравнению с кислородом. Фтор (F2) — самый реакционноспособный элемент в Периодической системе, что делает его гораздо более активным, чем кислород. Неон (Ne) — инертный газ, вообще не вступает в реакции при нормальных условиях. Таким образом, кислород занимает промежуточное положение по реакционной способности между азотом и фтором, но является более активным, чем азот и гораздо менее активным, чем фтор.
Состав высшего оксида:
Высший оксид кислорода — это оксид диоксигена (O2), который также можно рассматривать как супероксид. Однако наиболее известный оксид кислорода — это диоксид углерода (CO2), где кислород проявляет свою высшую степень окисления (-2).
Состав высшего гидроксида:
Кислород не образует гидроксидов в чистом виде. Однако, в соединениях с водородом, кислород образует воду (H2O) и пероксид водорода (H2O2). Вода может рассматриваться как аналог гидроксида, где кислород также проявляет свою степень окисления -2.
Таким образом, кислород является ключевым элементом с уникальными химическими и физическими свойствами, сильно отличающимися от его соседей и играющими важную роль в биологической и геохимической динамике Земли.