Respirazione
L’ossigeno molecolare è l’accettore finale di elettroni nella respirazione aerobica di moltissimi organismi.
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Elemento chimico · scheda di riferimento
8O
Ossigeno
L’ossigeno è l’elemento 8 (O), nel periodo 2, gruppo 16 e blocco p. A temperatura ambiente il suo stato di riferimento è gassoso. La configurazione elettronica è [He] 2s2 2p4.
Numero atomico8
Peso atomico standard[15.99903, 15.99977]
Gruppo16
Periodo2
Bloccop
Configurazione elettronica[He] 2s2 2p4
Struttura elettronica
Che cosa controlla la sua chimica
L’ossigeno ha sei elettroni di valenza. Può completare il guscio esterno acquistando o condividendo due elettroni, il che aiuta a spiegare l’importanza degli ossidi e dei legami O–H e O–C.
La sua elevata elettronegatività influenza fortemente la polarità dei legami. Nei composti il numero di ossidazione −2 è molto comune, anche se perossidi e composti con fluoro mostrano eccezioni.
Forme chimiche
Composti, ioni e materiali
L’ossigeno elementare è presente soprattutto come O₂ e, in quantità minore, come O₃. Nei composti forma acqua, ossidi, perossidi, ossoacidi e una vastissima gamma di molecole organiche e inorganiche.
Comportamento fisico
Stato e cambiamenti di fase
A temperatura ambiente lo stato di riferimento dell’ossigeno è gassoso. Tra i dati riportati: densità 1.429 g/L, punto di fusione 54.37 K (-218.8 °C), punto di ebollizione 90.19 K (-183 °C). I valori misurati possono dipendere da purezza, pressione, struttura cristallina o forma allotropica.
Presenza e applicazioni
Dove si trova e come viene usato l’ossigeno
L’ossigeno si trova in minerali, composti naturali o materiali tecnici a seconda della sua reattività. Le applicazioni riportate in questa scheda comprendono Respirazione, Metallurgia e Acciaio; in ciascun caso conta la forma chimica o la struttura del materiale.
Nella pratica
Esempi di usi concreti
Metallurgia
Nell’ambito «Metallurgia», l’ossigeno viene utilizzato in una forma chimica o materiale adatta. La proprietà sfruttata dipende dal composto, dalla struttura del materiale e dall’obiettivo tecnico.
Acciaio
L’ossigeno è presente in alcuni acciai come elemento principale o di lega, con effetti sulla microstruttura e sulle proprietà meccaniche.
Trattamento dell’acqua
L’ossigeno o suoi composti sono impiegati in alcune fasi del trattamento dell’acqua, per esempio disinfezione, ossidazione, purificazione o controllo chimico.
Posizione periodica
Che cosa mostrano gli elementi vicini
L’ossigeno si trova nel periodo 2, gruppo 16 e blocco p. Nel riquadro compaiono nello stesso periodo l’azoto a sinistra e il fluoro a destra; nello stesso gruppo lo zolfo sotto. Il confronto aiuta a seguire variazioni di raggio atomico, energia di ionizzazione e comportamento chimico lungo periodi e gruppi.
Dati di riferimento
Proprietà fisiche e atomiche
Classificazionenon metallo biatomico
Stato a temperatura ambienteGassoso
Gusci elettronici2 · 6
Densità1.429 g/L
Punto di fusione54.37 K (-218.8 °C)
Punto di ebollizione90.19 K (-183 °C)
Elettronegatività di Pauling3.44
Prima energia di ionizzazione1 314 kJ/mol
Affinità elettronica141 kJ/mol
I valori descrivono l’elemento o l’atomo neutro quando applicabile. Le proprietà fisiche possono dipendere dall’allotropo, dalla pressione e dalle condizioni di misura.
Storia
Scoperta e identificazione
La scoperta dell’ossigeno è associata a Carl Wilhelm Scheele. Riconoscimento dell’elemento, isolamento di una sostanza pura e assegnazione del moderno numero atomico non coincisero necessariamente nello stesso momento storico.
Isotopi e peso atomico
Come la composizione isotopica modifica i numeri
Il peso atomico standard è riportato come intervallo [15.99903, 15.99977]. Le proporzioni isotopiche naturali possono variare leggermente tra campioni, quindi un unico valore decimale nasconderebbe una variazione reale.
Gli isotopi dell’ossigeno hanno lo stesso numero di protoni e quindi appartengono allo stesso elemento, ma differiscono per il numero di neutroni e per la massa. Gli isotopi radioattivi si distinguono inoltre per vita media e modalità di decadimento.
Sicurezza
Manipolazione ed esposizione
I rischi associati all’ossigeno dipendono dalla forma chimica, dalla dose e dalla via di esposizione. L’elemento, i suoi ioni e i suoi composti possono avere effetti biologici e ambientali molto diversi; occorre consultare i dati di sicurezza della sostanza effettivamente manipolata.