اکسیژن: تفاوت میان نسخه‌ها
| [نسخهٔ بررسی‌نشده] | [نسخهٔ بررسی‌نشده] |
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
خط ۱۹۶:
اکسیژن دو [[باند جذب|نوار جذبی]] در طیف‌سنجی از خود نشان می‌دهد که در طول موج‌های ۶۸۷ و ۷۶۰ [[نانومتر]] دیده می‌شوند. دانشمندان علوم [[سنجش از دور]] پیشنهاد کرده‌اند که با استفاده از پرتوهای دریافتی از طریق یک [[ماهواره دیدبانی زمین]] و بررسی شدت این نوارها، می‌توان به وضعیت سلامت سیارات دوردست دست یافت. این روش برمبنای این حقیقت است که با کمک این نوارهای جذبی می‌توان میان بازتاب ناشی از پوشش گیاهی و بازتاب [[فلورسنس|فلوئورسانسی]] تمایز قایل شد.<ref>{{cite conference|title=Progress on the development of an integrated canopy fluorescence model|last1=Miller|first1=J. R.|display-authors=4|author2=Berger, M.|author3=Alonso, L.|author4=Cerovic, Z.|author5=Goulas, Y.|author6=Jacquemoud, S.|author7=Louis, J.|author8=Mohammed, G.|author9=Moya, I.|author10=Pedros, R.|author11=Moreno, J.F.|author12=Verhoef, W.|author13=Zarco-Tejada, P.J.|work=Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2003. IGARSS '03. Proceedings. 2003 IEEE International|doi=10.1109/IGARSS.2003.1293855}}</ref>
از نظر فنی اندازه‌گیری به دلیل پایین بودن [[نسبت سیگنال به نویز]] و ساختار فیزیکی پوشش گیاهی دشوار است. اما به عنوان یک روش برای نظارت بر [[چرخه کربن]] از ماهواره‌ها در مقیاس جهانی ارائه شده‌است.
== ترکیبات ==
{{اصلی|رده:ترکیب‌های اکسیژن}}
[[پرونده:Fresh water fountain.jpg|بندانگشتی|آب ({{chem|H|۲|O}}) شناخته شده‌ترین ترکیب اکسیژن است.]]
[[عدد اکسایش|حالت اکسیداسیون]] اکسیژن تقریباً در کلیه ترکیبات شناخته شده اکسیژن ۲− است. حالت اکسیداسیون ۱− در چند ترکیب مانند [[پراکسید]]ها یافت می‌شود.<ref>{{Greenwood&Earnshaw2nd}}, p. 28</ref> ترکیبات حاوی اکسیژن در سایر حالات اکسیداسیون بسیار نادر است: ۱/۲- (سوپر اکسیدها)، ۱/۳ (ازونیدها)، ۰ (عنصری، [[هیپوفلورو اسید]])، ۱/۲+ ([[دیاکسیژنیل|دیاکسیژنیل]])، ۱ ([[دی فلوراید پراکسید]])، و ۲+ ([[اکسیژن دی‌فلوئورید|دی‌اکسید اکسید]]).<ref>[[آیوپاک|IUPAC]]: [http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf ''Red Book.''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20191219222154/https://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf |date=19 دسامبر 2019}} p. 73 and 320.</ref>
=== اکسیدها و ترکیبات معدنی ===
[[آب]] ({{chem|H|۲|O}}) اکسید [[هیدروژن]] و آشناترین ترکیب اکسیژن است. اتم‌های هیدروژن به صورت [[پیوند کووالانسی]] در یک مولکول آب به اکسیژن پیوند می‌یابند اما جاذبه دیگری نیز دارند (حدود ۲۳٬۳ کیلوژول برمول در هر اتم هیدروژن) به یک اتم اکسیژن مجاور در یک مولکول جداگانه.<ref>{{Cite journal|last=Maksyutenko|first=P.|last2=Rizzo|first2=T. R.|last3=Boyarkin|first3=O. V.|date=2006|title=A direct measurement of the dissociation energy of water|journal=J. Chem. Phys.|volume=125|issue=18|page=181101|bibcode=2006JChPh.125r1101M|doi=10.1063/1.2387163|pmid=17115729}}</ref> این [[پیوند هیدروژنی|پیوندهای هیدروژن]] بین مولکول‌های آب آنها را تقریباً ۱۵٪ نزدیکتر از آنچه انتظار می‌رود در یک مایع ساده که فقط دارای [[نیروی واندروالسی]] باشد، قرار داده‌است.<ref>{{Cite web|title=Water Hydrogen Bonding|last=Chaplin|first=Martin|url=http://www.lsbu.ac.uk/water/hbond.html|accessdate=January 6, 2008|date=January 4, 2008|archiveurl=https://web.archive.org/web/20071010055658/http://www.lsbu.ac.uk/water/hbond.html|archivedate=October 10, 2007|dead-url=no}}</ref><ref group="توضیح">همچنین، چون اکسیژن دارای الکترونگاتیوی بالاتری در مقایسه با هیدروژن است، تفاوت بار میان هیدروژن و اکسیژن موجب می‌شود، که یک مولکول آب به یک مولکول قطبی تبدیل شود. برهم‌کنش میان دو ممان دوقطبی متفاوت از هر مولکول موجب ایجاد یک نیروی خالص جاذبه می‌شود.</ref>
با توجه به [[الکترونگاتیوی]] بالا، اکسیژن تقریباً با تمام عناصر دیگر در دماهای بالا [[پیوند شیمیایی|پیوندهای شیمیایی]] تشکیل می‌دهد تا [[اکسید]] آن را تولید کند. با این حال، برخی از عناصر به‌طور مستقیم تحت شرایط عادی فشار و دما مانند آهن، آهن اکسید تشکیل می‌دهند. سطح فلزاتی مانند [[آلومینیوم]] و [[تیتانیم]] در حضور هوا اکسید می‌شود و با یک لایه نازک اکسید پوشیده شده که فلز را [[غیرفعال‌سازی|غیرفعال]] می‌کند و موجب کند شدن [[خوردگی]] می‌گردد. برخی از اکسیدهای [[فلز واسطه|فلزی]] در طبیعت به عنوان [[ترکیب غیراستوکیومتری|ترکیبات غیر استوکیومتری]] یافت می‌شوند و مقدار فلز کمتری از حالت استوکیومتری نشان می‌دهند برای نمونه، [[کانی|ماده معدنی]] [[وستیت]] با فرمول مولکولی [[اکسید آهن (II)|FeO]] به صورت Fe<sub>۱-x</sub>O نوشته می‌شود جایی که ''x'' معمولاً در حدود ۰٬۰۵ است.<ref>{{Cite book|first=Lesley E.|last=Smart|last2=Moore|first2=Elaine A.|title=Solid State Chemistry: An Introduction|edition=3rd|publisher=CRC Press|date=2005|page=214|isbn=978-0-7487-7516-3}}</ref>
[[پرونده:Stacheldraht 93.jpg|بندانگشتی|راست|اکسیدها، مانند اکسید آهن یا زنگ‌زدگی، وقتی اکسیژن با عناصر دیگر ترکیب می‌شود، شکل می‌گیرد.]]
ترکیب یک یا چند اتم اکسیژن و یک یا چند اتم از عناصر دیگر تشکیل [[اکسید]] می‌دهد. اگر ترکیب اکسیژن با فلز باشد اکسید بازی و اگر اکسیژن با نافلز باشد اکسید اسیدی تشکیل می‌شود. [[زنگ زدن]] عبارتی است که به اکسیداسیون آهن اطلاق می‌شود. اکسیداسیون آهن معمولاً از طریق واکنش با اکسیژن صورت می‌گیرد. اما نوع‌های دیگری از زنگ زدن وجود دارد که حاصل واکنش آهن و کلر است که به آن زنگ سبز می‌گویند.
اکسیژن به عنوان یک ترکیب در مقادیر کمی به شکل د[[کربن دی‌اکسید]] (CO<sub>۲</sub>) در جو موجود است. [[سنگ]] [[پوسته|پوسته زمین]] از قسمتهای بزرگی از اکسیدهای [[سیلیسیم]] به صورت [[سیلیسیم دی‌اکسید]] (SiO<sub>۲</sub>) که در [[گرانیت]] و [[کوارتز]] یافت می‌شود، آلومینیوم ([[آلومینیوم اکسید]] (Al<sub>۲</sub>O<sub>۳</sub>)، در [[بوکسیت]] و [[کرندوم]])، [[آهن(III) اکسید|آهن اکسید]] (Fe<sub>۲</sub>O<sub>۳</sub>)، در [[هماتیت]] و [[زنگ زدن|زنگ زدگی]]) و کلسیم ([[کلسیم کربنات]] (CaCO<sub>۲</sub>)، در [[سنگ آهک]]). بقیه پوسته زمین نیز از ترکیبات اکسیژن، به ویژه [[سیلیکات]]های پیچیده مختلف (در [[کانی‌های سیلیکات]]) ساخته شده‌است. در [[گوشته]] زمین، که جرم بسیار بیشتری از پوسته دارد، تا حد زیادی از سیلیکات‌های منیزیم و آهن تشکیل شده‌است.
سیلیکات [[انحلال‌پذیری|محلول در آب]] به شکل Na<sub>۲</sub>SiO<sub>۳</sub> ،Na<sub>۴</sub>SiO<sub>۴</sub> و Na<sub>۲</sub>Si<sub>۲</sub>O<sub>۵</sub> به عنوان [[مواد شوینده]] و [[چسب]] استفاده می‌شود.<ref name="ECE507">[[Oxygen#Reference-idCook1968|Cook & Lauer 1968]], p.507</ref>
اکسیژن همچنین به عنوان یک [[لیگاند]] برای فلزات انتقالی عمل می‌کند و موجب تشکیل کمپلکس‌های فلزات واسطه–دی‌اکسیژن<ref group="lower-alpha">Transition metal dioxygen complex</ref> می‌شود که مشخصه آنها، پیوند O<sub>۲</sub>– فلز است. این دسته از ترکیبات شامل [[هم|هیم]] پروتئین‌های [[هموگلوبین]] و [[میوگلوبین]] است.<ref>{{Cite book|last=Crabtree|first=R.|title=The Organometallic Chemistry of the Transition Metals|edition=3rd|publisher=John Wiley & Sons|date=2001|page=152|isbn=978-0-471-18423-2}}</ref>
یکی از واکنش‌های غیرمعمول اکسیژن، واکنش با [[هگزافلوئورید پلاتین]] [[هگزافلوئورید پلاتین|PtF<sub>۶</sub>]] است که منجر به تولید گونه <sup>−</sup>O<sub>۲</sub><sup>+</sup>PTF<sub>۶</sub> می‌شود.<ref group="lower-alpha">Dioxygenyl hexafluoroplatinate</ref><ref name="ECE505">[[Oxygen#Reference-idCook1968|Cook & Lauer 1968]], p.505</ref>
=== ترکیبات آلی ===
[[File:Acetone-3D-vdW.png|thumb|[[استون]] از مهم‌ترین مواد مورد استفاده در [[صنایع شیمیایی]] است.
{{legend|red|اکسیژن}}
{{legend|black|کربن}}
{{legend|white|هیدروژن|outline=silver}}
|alt=A ball structure of a molecule. Its backbone is a zig-zag chain of three carbon atoms connected in the center to an oxygen atom and on the end to 6 hydrogens.]]
[[پیوند کربن-اکسیژن]] یک [[پیوند کووالانسی]] میان [[کربن]] و اکسیژن است که در [[شیمی آلی]] و [[زیست شیمی]] به فراوانی یافت می‌شود.<ref>''Organic Chemistry'' John McMurry 2nd Ed.</ref> اکسیژن ۶ الکترون در [[الکترون‌های ظرفیت|لایهٔ ظرفیت]] دارد که بیشتر، ۲ تای آنها را در پیوند با کربن درگیر می‌کند و چهار الکترون دیگر به صورت [[جفت الکترون غیر پیوندی|الکترون‌های غیر پیوندی]] باقی می‌ماند. کربن و اکسیژن در گروه‌های عاملی [[پیوند دوگانه]] می‌سازند که در این صورت با نام ترکیب‌های [[کربونیل]] شناخته می‌شوند؛ [[کتون]]، [[استر (شیمی)|استر]]، [[کربوکسیلیک اسید]] و بسیاری مواد دیگر همگی از این دست اند.
مهم‌ترین ترکیبات آلی حاوی اکسیژن عبارت‌اند از: (در این ترکیبات "R" یک گروه آلی است): [[الکل]]ها (R-OH)، [[اتر]]ها (ROR)، [[کتون]] (R-CO-R)، [[آلدئید|آلدهیدها]] (R-CO-H)، [[کربوکسیلیک اسید]]ها (R-COOH)، [[استر (شیمی)|استرها]] (R-COO-R)، [[انیدرید اسید]]ها (R-CO-O-CO-R)، و [[آمید]]ها (R-CO-NR<sub>۲</sub>)
بسیاری از [[حلال (شیمی)|حلالهای]] مهم آلی که حاوی اکسیژن هستند عبارت‌اند از: [[استون]]، [[متانول]]، [[اتانول]]، [[ایزوپروپیل الکل|ایزوپروپانول]]، [[فوران]]، [[تتراهیدروفوران]]، [[دی‌اتیل اتر]]، [[۴٬۱-دی‌اکسان|دیوکسان]]، [[اتیل استات]]، [[دی‌متیل فرم‌آمید]]، [[دی‌متیل سولفوکسید]]، [[استیک اسید]] و [[اسید فرمیک]].
استون (CH<sub>۳</sub>-CO-CH<sub>۳</sub>) و [[فنول]] (C<sub>۶</sub>H<sub>۵</sub>OH) به عنوان مواد تغذیه کننده در سنتز بسیاری از مواد مختلف استفاده می‌شود. سایر ترکیبات مهم آلی که حاوی اکسیژن هستند، عبارت‌اند از: [[گلیسیرین]]، [[فرمالدهید]]، [[گلوتار آلدئید]]، [[سیتریک اسید]]، [[استیک انیدرید]] و [[استامید]].
[[اپوکساید]]ها اترهایی هستند که در آنها اتم اکسیژن بخشی از یک ترکیب حلقوی سه عضوی است. این عنصر تقریباً در کلیه [[زیست‌مولکول|مولکول‌های زیستی]] که برای حیات مهم هستند، یافت می‌شود.
اکسیژن به صورت خود به خودی زیر [[دمای اتاق]] در یک فرایند به نام [[خوداکسایش]] با بسیاری از ترکیبات آلی واکنش نشان می‌دهد.<ref name="ECE506">[[Oxygen#Reference-idCook1968|Cook & Lauer 1968]], p.506</ref> بیشتر [[ترکیب آلی|ترکیبات آلی]] که حاوی اکسیژن هستند با واکنش مستقیم اکسیژن ساخته نمی‌شوند. ترکیبات آلی مهم در صنعت و تجارت که با اکسیداسیون مستقیم یک پیش ساز ساخته می‌شوند شامل [[اتیلن اکساید|اتیلن اکسید]] و [[پراستیک اسید]] است.<ref name="ECE507">[[Oxygen#Reference-idCook1968|Cook & Lauer 1968]], p.507</ref>
== نقش زیستی اکسیژن مولکولی ==
| |||