عنصر شیمیایی اکسیژن به عنوان گاز کالكوژن و غیر فلزی طبقه بندی می شود. عنصر اکسیژن در سال 1774 توسط جوزف پریستلی و دو سال قبل از آن توسط Carl W. Scheeleکشف اما منتشر نشده است.
(گروه کلوکوژن شانزدهمین ستون در جدول تناوبی )
خواص شیمیایی عنصراکسیژن
عدد اتمی:8
جرم اتمی :15.999 g.mol
الکترونگاتیوی با توجه به پلینینگ3.5:
دانسیته :429 کیلوگرم در متر مکعب در دمای 20 درجه سانتی گراد
نقطه ذوب: 219- درجه سانتی گراد
نقطه جوش183-درجه سانتی گراد
شعاع Vanderwaals:0.074 نانومتر
شعاع یونی:0.14 نانومتر
ایزوتوپها:4
پوسته الکترونیکی:[He] 2s2 2p4
انرژی اول یونیزاسیون: 1314 kj.mol
انرژی یونیزاسیون دومkj.mol3388 :
انرژی یونیزاسیون سومkj.mol 5300 :
کشف شده توسط:جوزف Priestly در 1774
نماد اکسیژن :O
تاریخچه کشف عنصر اکسیژن
اکسیژن در سال 1774 توسط جوزف پریستلی در انگلستان و دو سال قبل، توسط کارل W. Scheele کشف شد اما در سوئد منتشر نکرده بود
Scheele ترکیبات متعددی از جمله نیترات پتاسیم، اکسید منگنز و اکسید جیوه را گرم کرد و متوجه شد که آنها گاز را احیا می کنند.
بعلاوه پریستلی بعدها به نقش بیولوژیکی گاز جدید اشاره کرد. او موش را در یک مخزن اکسیژن گذاشت، انتظار داشت که حداکثر 15 دقیقه قبل از خفه شدن زنده بماند. در عوض، موش برای یک ساعت کامل زنده ماند
آنتوان لواویسیر آزمایشهای مشابه Priestley انجام داد و به دانش ما اضافه کرد وی کشف کرد که هوا حاوی 20 درصد اکسیژن است هر ماده وقتی سوزانده شود، در واقع با اکسیژن ترکیب می شود.
Lavoisier همچنین دریافت که وزن گاز آزاد شده در اثرحرارت دادن اکسیدجیوه با وزن از دست داده توسط اکسید جیوه، یکسان است و هنگامی که عناصر دیگر با اکسیژن واکنش نشان می دهند، افزایش وزن خود را با وزن از دست رفته از هوا یکسان است.
این موجب شد تا لاووییسر یک قانون اساسی جدید را تصویب کند: قانون حفظ ماده؛ "ماده در واکنش های شیمیایی حفظ می شود" یا به طور خلاصه، "کل جرم یک محصول واکنش شیمیایی برابر با مجموع جرم مواد اولیه است."
علاوه بر این دستاوردها، Lavoisier بود که ابتدا عنصر را به نام اکسیژن نامید.
کلمه اکسیژن از واژه یونانی "اکسیس" به معنی اسید و "ژن ها" تشکیل می شود.
قبل از کشف و جدا شدن آن، تعدادی از دانشمندان وجود یک ماده با خواص اکسیژن را شناختند:
لئوناردو داوینچی در اوایل دهه 80 مشاهده کرد که هوا در تنفس و احتراق مصرف می شود.
در سال 1665 رابرت هوک اشاره کرد که هوا حاوی ماده ای است که در نیترات پتاسیم وجود دارد (پتاسیم نیترات در هنگام گرم شدن اکسیژن را آزاد می کند)
در سال 1668 جان مایو John Mayow نوشت که هوا حاوی اکسیژن گاز است که در تنفس و سوختن مصرف می شود.
مایو مشاهده کرد که: مواد در هوا یی که اکسیژن وجود ندارد، نمی سوزد؛حیوانات وقتی که نفس می کشند اکسیژن را به خونشان جذب می کنند؛
دانستنی هایی از عنصر اکسیژن
1-عنصراکسیژن (O) با عدد اتمی هشت بی بو، گاز بی رنگ دارای هشت پروتون در هسته است
2-اکسیژن در حالت مایع و جامد آبی کم رنگ است.
3- اکسیژن نیز در رنگ های دیگر، از جمله قرمز، صورتی، نارنجی و سیاه رنگ دیده می شود حتی یک شکل از اکسیژن وجود دارد که به نظر مثل یک فلزاست
4-گاز اکسیژن به طور معمول مولکول دوقلو O2 است. ازن، O3، یک فرم دیگر از اکسیژن خالص است.
5-اکسیژن از احتراق پشتیبانی می کند. با این حال، اکسیژن خالص خود را نمی سوزاند!
6-یک پنجم جو زمین، از عنصراکسیژن تشکیل شده و سومین عنصر فراوان در جهان است.
7-اکسیژن عنصر فراوانی از نظر جرم در بیوسفر زمین است.
8-غلظت بالای اکسیژن در جو، نتیجه چرخه اکسیژن زمین است که عمدتا توسط فتوسنتز گیاهان هدایت می شود.
9-لئوناردو داوینچی ابتدا پیشنهاد کرد که هوا از دو گاز تشکیل شده باشد، یکی برای تنفس و دیگری برای سوختن آتش.
10-در دمای معمولی و فشار، مولکول های اکسیژن برای تشکیل دی اکسید یا O2، که در جو وجود دارد، متصل می شوند
11-اکسیژن از گروه کالکوژن در جدول تناوبی است و به راحتی ترکیبات با عناصر به جز هلیوم یا نئون تشکیل می دهد.
12-با توجه به حضور آن در آب، اکسیژن بیشترین مقدار جرم در همه موجودات زنده را تشکیل می دهد.
13-گاز اکسیژن است که در تنفس سلولی برای تمام عمر استفاده می شود.
Allotrope-14 اکسیژن ازن (O3) است که لایه اوزون جوی بالا را تشکیل می دهد و اشعه ماوراء بنفش را از خورشید جذب می کند. اُزن با استفاده از نور ماوراء بنفش در O2 ساخته شده است.
15-عنصراکسیژن را می توان برای استفاده تجاری با تقطیرهوا مایع، و همچنین روش های دیگر تولید می شود.
16-در شرایط نرمال، آب شیرین حاوی حدود 6.04 میلی لیتر اکسیژن در هر لیتر است، در حالی که آب دریا حاوی حدود 4.95 میلی لیتر اکسیژن در هر لیتر است.
اکسیژن طبیعی از سه ایزوتوپ پایدار ساخته شده است: O-16، O-17 و O-18.
O-18 فراوان ترین ایزوتوپ اکسیژن حدود 99.762٪ می باشد.
18-اکسیژن امواج پارامغناطیس دارد. به عبارت دیگر، اکسیژن به یک میدان مغناطیسی جذب می شود، اما مغناطیس دائمی را حفظ نمی کند.
19-عنصر اکسیژن نقش مهمی در تمرکز بالای زندگی در مناطق اقیانوس قطبی ایفا می کند، زیرا اکسیژن محلول در آب در دمای بسیار پایین است.
20-اعتقاد بر این است که جلبک های سبز و سایبان باکتری مسئول تولید 70 درصد اکسیژن آزاد موجود در طبیعت هستند.
21-قبل از ظهور موجودات فتوسنتز حدود 3.5 میلیارد سال پیش، گاز آزاد اکسیژن بسیار کم بود.
22-تقریبا 2/3 جرم بدن انسان اکسیژن است زیرا اکسیژن و هیدروژن آب راتشکیل می دهند. این باعث می شود اکسیژن عنصر فراوان در بدن انسان، باشد
23-وزن اتمی اکسیژن 15.999 است، که معمولا در محاسبات شیمیایی به 16.00 می رسد.
24-در حالی که شما نیاز به اکسیژن برای زندگی دارید، بیش از حد از آن می تواند شما را بکشد. این به این دلیل است که اکسیژن یک اکسید کننده است. هنگامی که بیش از حد در دسترس باشد بدن اکسیژن اضافی را به یک یون واکنشگر منفی (آنیون) متصل می کند که می تواند به آهن متصل شود. رادیکال هیدروکسیل می تواند تولید شود که باعث آسیب لیپیدها در غشای سلولی می شود. خوشبختانه بدن برای تامین عضلات آنتی اکسیدان ها برای مبارزه با استرس اکسیداتیو روزمره را حفظ می کند.
25-هوا خشک حدود 21 درصد عنصراکسیژن، 78 درصد نیتروژن و 1 درصد گازهای دیگر است. در حالی که عنصراکسیژن نسبتا فراوان در اتمسفر است، آنقدر واکنش پذیر است که ناپایدار است و باید از طریق فتوسنتز از گیاهان به طور مداوم دوباره تولید شود. اگرچه ممکن است حدس بزنید که درختان تولید کننده اصلی اکسیژن هستند، اما باوربر این است که حدود 70 درصد اکسیژن آزاد از فتوسنتز توسط جلبک های سبز و سایانو باکتری ها تولید می شود دانشمندان معتقدند وجود اکسیژن در جو زمین ممکن است نشانه خوبی از زندگی باشد، زیرا عنصر اکسیژن توسط موجودات زنده آزاد می شود.
26اعتقاد بر این است که اکثر موجودات در طول زمان ماقبلمان بسیارفراوان بودند زیرا اکسیژن در غلظت بالایی وجود دارد. به عنوان مثال، 300 میلیون سال پیش، سنجاقک ها به اندازه پرندگان بودند!
27-عنصراکسیژن سومین عنصر فراوان در جهان است.عنصراکسیژن در ستاره هایی ساخته شده که حدود 5 برابر عظیمتر از خورشید ما است.
28-یک راه آسان برای ساختن اکسیژن در خانه این است که یک برگ تازه را در یک فنجان آب در یک نقطه آفتابی قرار دهید. حباب هایی که در لبه های برگ تشکیل می شوند را ببینید؟ آنها حاوی اکسیژن هستند. اکسیژن نیز می تواند از طریق الکترولیز آب (H2O) به دست آید. جریان الکتریکی به میزان کافی قوی از طریق آب باعث می شود که مولکول ها انرژی کافی برای شکستن پیوندها بین هیدروژن و اکسیژن داشته باشند و گاز خالص هر عنصر را آزاد کنند.
29-عنصر اکسیژن تنها با گازهای نجیب هلیوم و نئون ترکیب نمی شوند معمولا اتم های اکسیژن دارای حالت اکسیداسیون (بار الکتریکی) -2 هستند. با این حال، حالت های اکسیداسیون +2، +1 و -1 نیز رایج است.
ظاهر و مشخصات
اثرات مضر:
O2 در شرایط عادی سمی نیست.
با این حال، قرار گرفتن در معرض اکسیژن در فشار بیش از حد طبیعی، به عنوان مثال غواصان ناوشکن می تواند منجر به تشنج شود.
ازن (O3) سمی است و در صورت استنشاق می تواند به ریه آسیب برساند.
مشخصات عنصراکسیژن:
عنصر اکسیژن در فرم معمولی آن (O2) یک گاز دیاتومیک بی رنگ، بی بو و بی مزه است.
عنصراکسیژن بسیار واکنش پذیر است و تقریبا با تمام عناصر دیگر به جز گازهای نجیب اکسیده می شود.
عنصر اکسیژن در آب سرد بیشتر از آب گرم حل می شود. در نتیجه اقیانوس های قطبی بخاطر دمای پایین آن زندگی گسترده تری نسبت به اقیانوس های گرمسیری دارد
واکنش با اکسیژن یکی از معیارهایی است که ما برای تمایز بین فلزات (این اکسید پایه تشکیل دهنده) و غیر فلزات (این اکسید اسید) می گذاریم .
موارد استفاده از عنصراکسیژن
استفاده عمده از عنصر اکسیژن در تولید فولاد است. ناخالصی های کربنی از طریق واکنش با اکسیژن برای تولید گاز دی اکسید کربن از فولاد حذف می شوند.
اکسیژن نیز در جوشکاری اکسی ساتیلن به عنوان یک اکسید کننده برای سوخت راکت و در تولید متانول و اتیلن اکسید استفاده می شود.
گیاهان و حیوانات بر اکسیژن برای تنفس تکیه می کنند.
اکسیژن خالص اغلب برای کمک به تنفس در بیماران مبتلا به بیماری های تنفسی استفاده می شود.
در سایت دانستنی دردانم از عناصر جدول تناوبی بیشتر برایتان خواهیم گفت:
عنصر کربن چیست ؟ 
عنصر نیتروژن 
عنصر هلیوم 
عنصر هیدورژن 
عنصر بور 
عنصر لیتیوم 