Chemia19

Mtukliiu c/ą 'Jiic/nk dncy (!ii|ii, c/y c/;| stnc/ka |ost |)iii>i , c/y diii iii,i(liiiilyt:/iKi

Pierwiastki i związki cechuje rożna wra/hwo>,i ii.i c• wnęli/nc polt magnetyczne. Substancje dkiiiuignclycziic s;j mnic| przenikliwe dla pola magnetycznego niż próżnia i w związku z tym ich cząsteczki prze mieszczają się w polu magnetycznym z obszaru jego silnego działania do obszaru słabego działania, czyli są „wypychane” na zewnątrz pola magnetycznego. Substancje paramagnetyczne wykazują większą prze nikliwość dla pola magnetycznego niż próżnia, dlatego ich cząsteczki przemieszczają się z pola słabszego do pola silniejszego, są więc „wen gane" do wnętrza pola. Przyczyną paramagnetycznych i diamagnetycz nych własności jest struktura elektronowa cząsteczki. Cząsteczki lub atomy mające sparowane elektrony są diamagnetyczne, natomiast cza sieczki lub atomy z niesparowanymi elektronami - paramagnetyczne.

.Imltif} / metod ti.Ki.inlii niiuk-luiy / w i. i / K u |i .1 (ikiuślorilo iii,il|iiiilyc/iiych wlt r. I u i iii: l c/;| htne/ok

Jak wskazują badania, tlen ma właściwości paramagnetyczne, charak turystyczne dla cząsteczek z niesparowanymi elektronami. Cząstcczn tlenu nie odpowiada więc przypisywana jej formalnie struktura:

0 = 0

lecz struktura:

IÓ — Ól

W cząsteczce tej wiązanie tlen-tlen jest silniejsze niż pojedyncze, a slab szc niż podwójne.

Strukturę cząsteczki tlenu zawierającej niesparowane elektrony wyją śnią teoria orbitali wiążących i antywiążących. Przy dużej liczbie elektro nów walencyjnych obsadzone zostają także wysokoenergetyczne orbitale antywiążące, a ponieważ - zgodnie z regułą Hunda - najpierw orbitale zapełniane są pojedynczymi elektronami, na orbitalach antywiążących pojawiają się pojedyncze elektrony.

Cząsteczce ozonu przypisuje się strukturę:

O O

gdzie linie przerywane oznaczają zdelokalizowane elektrony atomów tlenu. Elektrony zdelokalizowane to takie, których nie można przypis,u konkretnym atomom w cząsteczce, czyli należy je traktować jako ładu nck ujemny rozmyty na całą cząsteczkę. Na przykład wzór cząsteczki ozonu można zapisać w postaci:

(O

/K

\0)

lub

(O/ o>

przy czym oba położenia pary elektronów Tl s;j równie prawdopodobne lin rdzo reaktywny chemicznie ozon łatwo rozkłada się na (), i tlen atomowy, zgodnie z równaniem:

.MII

( >    ( ), I o

Dla życia iii i Złom! nleboz pieczny jost z.t równo nindohói, jak i nadmiar ozonu.

■.I więc silnym ul lemat . ciii Zdolność do rozkładania się ii;i licu atonio v czyni go ilużo silniejszym ulleniaczcm niż llen ().. W temperaturze

i    okojowej nilem.i on substancje, klórc z tlenem z powietrza reaguje} tak olno, że nie sposób dostrzec przebiegu reakcji. Ozon, z powodu swojej

dużej reaktywności, jest toksyczny dla człowieka. Oddychanie powieli/.cm, które zawiera ozon o stężeniu większym niż 2 części na milion sei powietrza (czyli 2 ppm), jest dla ludzi niebezpieczne. W wodzie on niszczy bakterie, nie pozostawiając szkodliwych pochodnych, przeciwieństwie na przykład do chloru. Dlatego może być stosowany d.» dezynfekcji wody pitnej oraz wody w basenach pływackich.

()zon powstaje podczas wyładowań elektrycznych:

3 0, —* 2 0₃

n dając powietrzu po burzy specyficzny zapach.

()zon wytwarza się także podczas naświetlania tlenu cząsteczkowego piomieniowaniem ultrafioletowym (UV), najprawdopodobniej zgodnie następującym mechanizmem reakcji:

UV

0₂—* 2 0 o + o₂ —► 0₃

Zjawisko to wykorzystuje się w lampach kwarcowych stosowanych do dezynfekcji pomieszczeń w szpitalach.

Maksymalne stężenie ozonu w atmosferze utrzymuje się na wysokości ukoło 30 km nad powierzchnią Ziemi, gdzie dociera dość duża ilość promieniowania ultrafioletowego (UV) z kosmosu. Promienie UV, rozkładając tlen, powodują gromadzenie się ozonu. Ozon jako substancja nie-11 wała rozpada się w dolnych partiach atmosfery, pochłaniając następne l ircje promieniowania UV. Te dwa procesy zabezpieczają Ziemię przed

ii    idmiernym napromieniowaniem światłem ultrafioletowym, które jako w vsokoenergetyczne jest szkodliwe dla organizmów żywych.

Warstwę ozo nową niszczą związki (|n/owo reagujące z ozonem om/ pyty unoszono do atmostoiy

.leżeli z jakiegoś powodu warstwa ozonowa staje się zbyt cienka, \ówczas na Ziemię zaczyna docierać zbyt duża porcja promieniowania illrafioletowego. Zjawisko takie nazywamy „dziurą ozonową”. Czło-ick wytwarza wiele substancji niszczących warstwę ozonową. Głównym .micczyszczeniem są tlenki azotu wprowadzane do atmosfery przez sa-imioty ponaddźwiękowe i wybuchy nuklearne. Innym typem cząstek i iszczących warstwę ozonową były freony, stosowane w lodówkach, klimatyzatorach i dezodorantach. Freony to chlorowcowe pochodne niewielkich węglowodorów, na przykład C('I₃F czy CC1.F,. Bardzo długo, / powodu niewielkiej reaktywności, uważane były za związki całkowicie bezpieczne Nu pi /ewul/iano jednak, że w górnych warstwach almoslc ry rozkładam a pi ■ piomieniowanie UV z utworzeniem chloru alo mowego ( |( | ) I im I atali , uji m/kliid ozonu

*:ig