عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
8O

أكسجين

أكسجين عنصر كيميائي عدده الذري 8 ورمزه O. يقع في الدورة 2، المجموعة 16 ضمن القطاع p. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي غاز، وتوزيعه الإلكتروني [He] 2s2 2p4.

العدد الذري8
الكتلة الذرية القياسية[15.99903, 15.99977]
المجموعة16
الدورة2
القطاعp
التوزيع الإلكتروني[He] 2s2 2p4
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

التوزيع الإلكتروني لـأكسجين هو [He] 2s2 2p4. يحدد توزيع الإلكترونات في الأغلفة وتحت المستويات الخارجية كيفية تكوين الذرة للروابط وحالات الأكسدة الأكثر احتمالاً.

لفهم التفاعلية يجب قراءة التوزيع الإلكتروني مع موقع العنصر في الجدول الدوري. فهما يوضحان إلكترونات التكافؤ والحجب الإلكتروني وحجم الذرة وميلها إلى فقد الإلكترونات أو اكتسابها أو مشاركتها.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن أكسجين أنواعاً مختلفة من المواد بحسب بنيته الإلكترونية وبيئته الكيميائية. قد تكون الأكاسيد والهاليدات والهيدريدات والسبائك أو المركبات التساهمية مهمة، وتحدد حالة الأكسدة البنية ونوع الروابط والتفاعلية.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي غاز. الكثافة المدرجة هي 1.429 g/L. نقطة الانصهار هي 54.36 K (-218.8 °C). نقطة الغليان هي 90.19 K (-183 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد أكسجين وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر أكسجين في تطبيقات مرتبطة بـالتنفس، علم الفلزات، الصلب ومعالجة المياه. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

التنفس

يدعم الأكسجين التنفس الهوائي بقبول الإلكترونات في المراحل النهائية من الأيض الخلوي.

علم الفلزات

يُستخدم أكسجين في الاستخلاص والتنقية وصناعة السبائك أو المعالجة الحرارية للتحكم في خواص الفلزات.

الصلب

يغيّر أكسجين خواص أنواع من الصلب ويدخل في كيمياء صناعة الصلب وتصميم السبائك.

معالجة المياه

يُستخدم أكسجين في التعقيم أو التنقية أو الأكسدة أو خطوات كيميائية ضمن معالجة المياه.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع أكسجين في الدورة 2 والمجموعة 16. العناصر المجاورة المعروضة هي: نيتروجين؛ فلور؛ فوسفور؛ كبريت؛ كلور. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفلافلز ثنائي الذرة
الحالة عند درجة حرارة الغرفةغاز
الأغلفة الإلكترونية2 · 6
الكثافة1.429 g/L
نقطة الانصهار54.37 K (-218.8 °C)
نقطة الغليان90.19 K (-183 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ3.44
طاقة التأين الأولى1 314 kJ/mol
الألفة الإلكترونية141 kJ/mol

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف أكسجين بأعمال كارل فيلهلم شيله. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

تُعطى الكتلة الذرية القياسية لـأكسجين على شكل المجال [15.99903, 15.99977]. يمكن أن تختلف نسب النظائر بين العينات الطبيعية، لذلك قد يخفي رقم عشري واحد اختلافاً حقيقياً بين المواد.

لـأكسجين نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

تعتمد مخاطر أكسجين على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.