氧 (O)
Oxygen
原子序数: 8 | 原子量: 15.999 u
O
8
原子量
15.999 u
族
16
周期
2
元素类别
非金属
电子排布
1s²2s²2p⁴
CAS编号
7782-44-7
物理性质
密度
1.429 g/L
熔点
-218.79°C
沸点
-182.962°C
熔化热
0.444 kJ/mol
汽化热
6.82 kJ/mol
电负性
3.44
基本信息
氧是化学元素周期表中的第 8 个元素，化学符号为 O。它是地壳中含量最多的元素，也是大气中第二丰富的气体，约占空气体积的 21%。氧对于地球上的生命至关重要，是呼吸作用和燃烧过程中不可或缺的元素。
化学性质
- 氧气（O₂）是一种强氧化剂，能与许多元素和化合物发生反应。
- 与金属反应生成金属氧化物，如铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁：3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄。
- 与非金属反应生成非金属氧化物，如碳在氧气中燃烧生成二氧化碳：C + O₂ → CO₂。
- 臭氧（O₃）是氧的一种同素异形体，具有更强的氧化性。
主要用途
医疗领域
用于治疗呼吸系统疾病、支持手术中的呼吸等。
能源领域
作为火箭推进剂的氧化剂，提高燃烧效率。
工业生产
用于钢铁冶炼、化工生产等过程中的氧化反应。
环境保护
用于污水处理中的曝气过程，促进有机物的分解。
历史与发现
1771 - 1772 年间，瑞典药剂师舍勒在加热某些物质时发现了氧气，但他的研究成果未及时发表。1774 年，英国科学家普利斯特里通过加热氧化汞独立发现了氧气。后来，拉瓦锡通过实验证明了氧气在燃烧和呼吸过程中的作用，并将其命名为“氧”。
同位素
| 同位素 | 自然丰度 | 半衰期 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 氧 - 16 (¹⁶O) | ~99.762% | 稳定 | 最常见的氧同位素 |
| 氧 - 17 (¹⁷O) | ~0.038% | 稳定 | 用于同位素示踪研究 |
| 氧 - 18 (¹⁸O) | ~0.2% | 稳定 | 常用于地质和生物研究中的同位素分析 |