Mapa pojęciowa przedstawiająca odmiany alotropowe tlenu. 1. Alotropia tlenu to jedyny przykład alotropii w stanie gazowym. Tlen występuje w trzech podstawowych odmianach alotropowych: ditlen ${\mathbf{O}}_2$, ozon ${\mathrm{O}}_3$ i tetratlen ${\mathbf{O}}_4$ . Ditlen i ozon występują w fazach gazowych, tetratlen w fazie ciekłej, natomiast czwarta odmiana - oktatlen ${\mathrm{O}}_8$, występuje w stanie stałym. Do odmian alotropowych tlenu należą: ditlen, ozon, tetratlen, oktatlen. 1. DITLEN Inaczej dwutlen ${\mathbf{O}}_2$. Najpowszechniejsza odmiana alotropowa tlenu. Ilustracja przedstawia model czaszowy molekuły ditlenu – to dwie połączone ze sobą czerwone kulki. ZASTOSOWANIE DITLENU Czysty tlen dwuatomowy stosowany jest przy tlenoterapii w przypadku ostrej i przewlekłej niewydolności oddechowej. Podczas operacji pacjenci przed wprowadzeniem do znieczulenia oddychają czystym tlenem, co pozwala na zgromadzenie większych zapasów tlenu w płucach, które mogą być wykorzystywane w przypadku dłużej trwającego bezdechu. Ciekły tlen jest stosowany w przemyśle petrochemicznym oraz jako utleniacz paliwa rakietowego do rakiet kosmicznych. Dawniej używano go też do produkcji materiałów wybuchowych. WŁAŚCIWOŚCI DITLENU W warunkach normalnych jest bezbarwnym i bezwonnym gazem. W temperaturze wrzenia -182,95 stopni Celsjusza (90,20 Kelwina) skrapla się tworząc bladoniebieską ciecz - ciekły tlen. Ze względu na dwa niesparowane elektrony wykazuje właściwości paramagnetyczne. Na zdjęciu znajduje się ciekły tlen w zlewce. 2. OZON Zbudowany z trzech atomów tlenu. Występuje w troposferze, a także w górnych warstwach atmosfery (stratosferze) w tak zwanej warstwie ozonowej. Ilustracja przedstawia model czaszowy molekuły ozonu. To trzy połączone ze sobą czerwone kulki. ZASTOSOWANIE OZONU Stosowany jest przy oczyszczaniu i dezynfekcji wody, powietrza i produktów spożywczych. Pełni ważną rolę w pochłanianiu części promieniowania ultrafioletowego dochodzącego ze Słońca do Ziemi. W medycynie wykorzystywany w ozonoterapii mającej na celu eliminację mikroorganizmów (bakterii, wirusów i grzybów). WŁAŚCIWOŚCI OZONU Ozon w temperaturze pokojowej jest bezbarwnym lub niebieskawym gazem, który wyczuwalny jest przy stężeniu 1:600. Po skropleniu ozon to ciemnoniebieska ciecz. Łatwo rozpuszcza się w wodzie (15 razy lepiej niż ditlen) i przyłącza się do podwójnego wiązania w związkach organicznych. Jest jednym z najsilniejszych utleniaczy. Łatwo przekształca się w tlen, wyzwalając jednocześnie bardzo aktywny tlen atomowy. Jest diamagnetykiem. 3. TETRATLEN Nazywany jest czerwonym tlenem. Otrzymany z ditlenu przez zastosowanie wysokiego ciśnienia (20 gigapaskali). TEORETYCZNE MODELE TETRATLENU. 1. Na ilustracji znajduje się model czaszowy molekuły ${\mathbf{O}}_4$. Struktura ${\mathrm{D}}_{3\mathrm{h}}$. To cztery połączone ze sobą czerwone kulki. Model przybiera kształt trójkąta., 2. Ilustracja przedstawia model czaszowy molekuły tetratlenu. Struktura ${\mathrm{D}}_{2\mathrm{d}}$. To cztery połączone ze sobą czerwone kulki. ZASTOSOWANIE TETRATLENU Badany pod kątem zastosowania jako utleniacz w paliwach rakietowych. WŁAŚCIWOŚCI TETRATLENU Nietrwała odmiana alotropowa tlenu. Ma jasnoczerwoną barwę. Posiada silniejsze właściwości utleniające od tlenu dwuatomowego i ozonu. 4. OKTATLEN CIEKAWOSTKA Niedawno poznana odmiana alotropowa tlenu, nad którą wciąż prowadzone są badania, ze względu na to nie jest ona zaliczana do podstawowych odmian alotropowych tlenu. Wysokociśnieniowa forma tlenu. Kryształy oktatlenu udało się uzyskać poprzez zastosowanie ciśnienia rzędu od 13 gigapaskali do 18 gigapaskali. Naukowcy podejrzewają, że wcześniej znana forma tetratlenu może być w rzeczywistości oktatlenem, składającym się z czterech cząsteczek ditlenu.