اكسيژن گازي است بي رنگ، بي بو و بدون طعم كه عنصري حياتي براي بقاء بشر تلقي مي شود . اطلاعات اولیه در مورد اکسیژن اکسیژن یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن O و عدد اتمی آن 8 میباشد. این ماده ، یک عنصر حیاتی بوده و همه جا چه در زمین و چه در کل جهان هستی یافت میشود. مولکول اکسیژن (O2 )در زمین از نظر ترمو دینامیکی ، ناپایدار است، ولی توسط عمل فتوسنتز باکتریهای بیهوازی و در مرحله بعدی توسط عمل فتوسنتز گیاهان زمینی بوجود میآید.
تاریخچه اکسیژن در سال 1771 توسط داروساز سوئدی “Karl Wilhelm Scheele” کشف شد، ولی این کشف خیلی سریع شناخته نشد و با اکتشاف مستقل “Joseph Priestley” بطور گسترده تری شناخته شد و توسط “Antoine Laurent lavoisier” در سال 1774 نامگذاری شد.
پیدایش اکسیژن ، فراوانترین عنصر در پوسته کره زمین است و تخمینهایی در این زمینه وجود دارد که مقدار آن را 46.7% ذکر میکنند. اکسیژن 87% اقیانوسها (بهصورت آب) و 20% درصد جو زمین (بهصورت اکسیژن مولکولی O2 یا ازن) را به خود اختصاص میدهد. ترکیبات اکسیژن مخصوصا اکسید فلزات و سیلیکاتها و کربناتها معمولا در خاک و صخرهها یافت میشوند. آب یخزده یک جسم سخت متداول بر روی سیارات دیگر و ستارههای دنبالهدار میباشد. کلاهکهای یخ کره مریخ از دیاکسید کربن منجمد تولید شدهاند. ترکیبات اکسیژن در تمام کهکشان یافت میشوند و طیف نور اکسیژن اغلب در ستارهها دیده میشود.
ریشه لغوی واژه اکسیژن در دو واژه یونانی Oxus ( اسید ) و Gennan ( تولید ) ، ساخته شده است؛ (یک اسم بیمسما ، چون خیلی از اسیدها اکسیژن ندارند.)
خصوصیات قابل توجه اکسیژن در دما و فشار استاندارد بهصورت گاز است که حاوی دو اتم اکسیژن به فرمول شیمیایی O2 میباشد. اکسیژن عنصر مهم هواست و از طریق عمل فتوسنتز گیاهان تولید شده و برای دم و بازدم حیوانات لازم است. اکسیژن مایع و جامد یک رنگ آبی کمرنگ داشته و هر دو بسیار پارامگنتیک میباشند. اکسیژن مایع معمولا با عمل تقطیر جزئی هوای مایع بدست میآید.
کاربردها اکسیژن بهعنوان اکسید کننده کاربرد بسیار زیادی داشته ، فقط فلوئور از آن الکترونگاتیوتر است. اکسیژن مایع بهعنوان اکسید کننده در نیروی حرکتی موشکها استفاده میشود. از آنجا که اکسیژن برای دم و بازدم ضروری است، در پزشکی کاربرد دارد. گاهی اوقات کسانی که از کوه نوردی میکنند یا در هواپیما پرواز میکنند، مخازن اکسیژن همراه دارند (بهعنوان هوا). همچنین اکسیژن در جوشکاری و ساخت فولاد و همچنین متانول کاربرد دارد. اکسیژن بهعنوان یک ماده آرامشبخش ، سابقه استفاده دارد که تا زمان حال نیز ادامه دارد و بارهای اکسیژن در مهمانیها و مجالس امروزی وجود دارد. در قرن 19 اکسیژن معمولا با اکسید نیترات ترکیب میشد که اثر تسکین دهنده دارد.
ترکیبات به خاطر وجود الکترونگاتیویتی ، اکسیژن تقریبا با تمام عناصر دیگر شیمیاپی تشکیل میدهد ( که این مطلب منشاء تعریف اصلی اکسید شدن میباشد ). تنها عناصری که تحت عمل اکسیداسیون قرار نمیگیرند، گازهای اصیل هستند. یکی از معروفترین این اکسیدها ، اکسید هیدروژن یا آب است H2O. سایر اکسیدهای معروف دیگر ترکیبات کربن و اکسیژن هستند، مانند دیاکسید کربن ( CO2 ) ، الکلها ( R-OH ) ، آلدئیدها ( R-CHO ) و کربوکسیلیک اسیدها ( R-COOH ). رادیکالهای اکسیژن مانند کلراتها ، پرکلراتها ، کروماتها ، دیکروماتها ، پر منگناتها ، نیتراتها ، اکسید کننده های قوی میباشند. خیلی از فلزات مانند آهن با اتم اکسژن پیوند برقرار میکنند: اکسید آهن(Fe2O3). ازن (O3) ، با عمل تخلیه الکترواستاتیکی در حضور مولکول اکسیژن شکل میگیرد. مولکول اکسیژن دو تائی O22 نیز شناخته شده ، که جزء کمی از اکسیژن مایع را تشکیل میدهد. اپوکسیدها و اترها موادی هستند که در آن اتم اکسیژن قسمتی از یک حلقه سهاتمی هستند.
ایزوتوپها اکسیژن سه ایزوتوپ پایدار و ده ایزوتوپ رادیو اکتیو دارد. ایزوتوپهای رادیو اکتیوی ، همه نیمه عمری کمتر از سه دقیقه دارند.
هشدارها اکسیژن در فشارهای نسبی بالا میتواند سمی باشد. قرارگرفتن طولانی در معرض اکسیژن خالص میتواند برای ریه و سیستم عصبی ، سمی باشد. تاثیرات ریوی شامل آماس (ورم ریه) ، کاهش ظرفیت ریه و آسیب به بافتهای ریوی میباشد. تاثیرات بر سیستم عصبی شامل کاهش بینایی تشنج و اغما میشود. همچنین مشتقات خاصی از اکسیژن ، مانند ازن ( O3 ) ، پروکسید هیدوژن و رادیکالهای هیدروکسیل و سوپراکسیدها بسیار سمی میباشند. بدن ، مکانیزمهائی را برای مقابله با این گونهها توسعه داده است. بهعنوان مثال ، عامل طبیعی glutathione و بیلیروبین که حاصل تقسیم طبیعی هموگلوبین است، میتواند بهعنوان یک ضد اکسید عمل کنند. منابع تمرکز یافته اکسیژن باعث احتراق سریع شده و بنابراین در کنار فراوردههای سوختی ، خطر گسترش سریع آتش سوزی و انفجار وجود دارد.
عمومی |
نام , شماره , علامت اختصاری |
H, 1 ,Hydrogen |
گروه شیمیایی |
غیر فلزات |
گروه , تناوب , بلوک |
s , 1, IA |
جرم حجمی , سختی |
0.0899 kg/m3, ندارد |
colorرنگ |
بیرنگ |
|
خواص اتمی |
وزن اتمی |
1.00794 amu |
شعاع اتمی (calc) |
25 (53) pm |
شعاع کووالانسی |
37 pm |
شعاع وندروالس |
120 pm |
ساختار الکترونی |
1s1 |
-e بازای هر سطح انرژی |
2, 5 |
درجه اکسیداسیون (اکسید) |
1، (آمفوتریک) |
ساختار کریستالی |
شش ضلعی |
خواص فیزیکی |
حالت ماده |
گاز |
نقطه ذوب |
14.025 K ° و (434- F ° ) |
نقطه جوش |
20.268 K ° و (423- F ° ) |
حجم مولی |
11.42 ש10-3 m3/mol |
گرمای تبخیر |
0.44936 kJ/mol |
گرمای همجوشی |
0.05868 kJ/mol |
فشار بخار |
209 Pa در 23 K |
سرعت صوت |
1270 m/s در 298.15 K |
متفرقه |
الکترونگاتیویته |
2.2 (درجه پائولینگ) |
ظرفیت گرمایی ویژه |
14304 J/kg*K |
رسانایی الکتریکی |
__ 106/m ohm |
رسانایی گرمایی |
0.1815 W/m*K |
پتانسیل یونیزاسیون |
1312 kJ/mol |
پایدارترین ایزوتوپها |
ایزو |
وفور طبیعی |
نیم عمر |
DM |
DE MeV |
DP |
1H |
0.99985 |
O با 0 نوترون پایدار است. H |
Deuterium |
0.00015 |
Oبا 1 نوترون پایدار است |
Tritium |
{مصنوعی} |
12.33 y |
بتاβ- |
0.019 |
helium |
4H |
{ مصنوعی } |
نامعلوم |
n |
2.91 |
3H |