נשימה תאית
חמצן מקבל אלקטרונים בשלבים הסופיים של הנשימה התאית האירובית ולכן חיוני להפקת אנרגיה ברוב היצורים האירוביים.
חמצן הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 8 וסמלו O. הוא נמצא במחזור 2, קבוצה 16 ובבלוק p. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז, ותצורת האלקטרונים שלו היא [He] 2s2 2p4.
תצורת האלקטרונים של חמצן היא [He] 2s2 2p4. חלוקת האלקטרונים בקליפות ובתת-הרמות החיצוניות קובעת במידה רבה כיצד האטום יוצר קשרים ומהם מצבי החמצון הסבירים שלו.
כדי להבין את התגובתיות של חמצן צריך לקרוא את התצורה האלקטרונית יחד עם מיקומו בטבלה המחזורית. יחד הן מסבירות אלקטרוני ערכיות, סיכוך, גודל אטומי והנטייה לאבד, לקלוט או לשתף אלקטרונים.
חמצן יוצר חומרים מסוגים שונים בהתאם למבנה האלקטרוני ולסביבה הכימית. תחמוצות, הלידים, הידרידים, סגסוגות או תרכובות קוולנטיות עשויים להיות חשובים, ומצב החמצון קובע את המבנה, סוג הקשרים והתגובתיות.
המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז. הצפיפות המופיעה היא 1.429 g/L. נקודת ההתכה היא 54.36 K (-218.8 °C). נקודת הרתיחה היא 90.19 K (-183 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.
בפועל, חמצן מופיע ביישומים כגון נשימה תאית, מטלורגיה, פלדה וטיפול במים. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.
חמצן מקבל אלקטרונים בשלבים הסופיים של הנשימה התאית האירובית ולכן חיוני להפקת אנרגיה ברוב היצורים האירוביים.
חמצן משמש בסגסוגות כדי לכוון חוזק, קשיות, עמידות בחום ובקורוזיה או תכונות חשמליות ומגנטיות.
חמצן משמש בסגסוגות כדי לכוון חוזק, קשיות, עמידות בחום ובקורוזיה או תכונות חשמליות ומגנטיות.
בתחום טיפול במים, חמצן או תרכובות שלו משמשים כחומרי מוצא, מגיבים, זרזים או רכיבים שמכוונים את הכימיה של התהליך.
חמצן נמצא במחזור 2 ובקבוצה 16. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: חנקן; פלואור; זרחן; גופרית; כלור. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.
הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.
גילוי חמצן מזוהה עם עבודתו של קרל וילהלם שלה. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.
המשקל האטומי התקני של חמצן ניתן כתחום [15.99903, 15.99977]. היחסים בין האיזוטופים יכולים להשתנות מעט בין דגימות טבעיות, ולכן מספר עשרוני יחיד היה מסתיר שונות אמיתית בין חומרים.
לחמצן יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.
הסכנות הקשורות לחמצן תלויות בצורה הכימית, במינון ובדרך החשיפה. היסוד החופשי, היונים והתרכובות שלו יכולים להיות שונים מאוד בהשפעתם הביולוגית והסביבתית, ולכן יש לבדוק נתוני בטיחות לחומר שבו מטפלים בפועל.