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(oxygen),一种化学元素,化学符号 O,原子序数 8,原子量15.999 4,属周期系ⅥA族。为典型的非金属。用于缺氧的预防和治疗

目录

发现

1774年英国J.普里斯特利用一块透镜把太阳光聚焦氧化汞上,发现一种能强烈帮助燃烧的气体。同时期C.W.舍勒也进行类似的实验,发现了氧。A.-L.拉瓦锡研究了此种气体的性质,并正确地解释这种气体在燃烧过程中的作用,指出它与其他元素结合时,有形成的倾向,因此命名为oxygene,来源于希腊文oxysgenēs,原意为“酸形成者”。

存在

氧是地壳中最丰富的、分布最广的元素,它在地壳中的含量为48.6%(重量)。单质氧在大气中占23%,水中占88.8%,人体中占65%。

大气中的氧虽不断地用于动物的呼吸、燃烧及其他氧化过程,但由于植物的光合作用能把二氧化碳转变为氧气,就使大气中的氧的浓度几乎保持不变。

氧原子有三种稳定同位素, 即氧16、氧17、氧18,其中氧16的含量最高,为99.759%。

物理性质

在常温常压下,氧为无色、无臭和无味的气体;熔点-218.4°C,沸点-182.962°C,气体密度1.429克/升。

化学性质

氧的电子构型为1s22s22p4,氧化态为-2、-1、+2,氧原子的电负性仅次于氟。所有化学元素都能与氧直接或间接地化合,生成各类氧化物,最丰富的二元氧化物是水和二氧化硅

除了惰性气体、卤素及一些不活泼的金属(如金、铂等)外,氧能与所有的金属和非金属直接作用,生成氧化物;在常温下,氧还可与化合物作用,如:

2NO+O2─→2NO2

4FeSO4+2H2SO4+O2─→2Fe2(SO4)3+2H2O

C6H12O6+6O2─→6CO2+6H2O

氧与葡萄糖的作用是构成生物的呼吸作用的主要反应。

氧与惰性气体能间接地生成氧化物:

6XeF4+12H2O─→2XeO3+4Xe+3O2+24HF

XeF6+3H2O─→XeO3+6HF

氧除了与金属形成正常的氧化物外,还与活泼金属形成过氧化物超氧化物。氧分子还可失去一个电子,生成二氧基正离子O娚的化合物, 如O2PtF6;氧分子中每个氧原子含有一对孤对电子,可与络合物中的金属离子配位,如在血红素的二价铁的卟啉衍生物中,铁(Ⅱ)可逆地与氧分子结合,在生物体中起输氧的作用。

工业制法

大规模生产氧,采用液态空气分馏的方法,首先把空气压缩和冷冻使其液化,然后将液态空气分馏,先除去惰性气体,再把氮分馏出去,留下的即为氧。经多步分馏,可得到工业用的纯氧(99.5%),一般以压缩气体的形式装在钢瓶中贮存和运输。纯度高的氧也可用电解法生产。

应用

氧气不但是动物维持生命过程和燃烧过程中不可缺少的物质,而且在现代工业生产上也十分重要。主要用途有:①冶金工业中用于熔炼、精炼、焊接、切割和表面处理等冶金过程;②化学工业中用于烃类的部分氧化、水煤气生产和颜料制造;③液氧在现代火箭的推进剂中用作氧化剂;④在空间、潜水和医疗中,氧供动物呼吸用以维持生命;⑤在环境保护方面用于废水的处理;⑥用于玻璃的制造和吹制造型,以及采矿、采石、水泥等生产中。

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