O · Elemento 8 · Non metallo
L'elemento che fa arrugginire il ferro, bruciare il combustibile e vi mantiene in vita — e l'elemento più abbondante nella crosta terrestre.
Struttura
Non è un diagramma di punti su gusci — è un campione Monte Carlo dell'effettiva densità di probabilità |ψ|² per ogni sottoguscio occupato. Trascinate per ruotare. Il blu e il violetto indicano i segni opposti della funzione d'onda, che rendono possibile la formazione dei legami.
Valori misurati
Ogni barra mostra dove si colloca ossigeno tra tutti i 118 elementi per quella proprietà.
Fonti: masse atomiche standard IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. I valori contrassegnati con ~ sono previsti anziché misurati.
Dimensioni, in scala
Raggio 60 pm — cioè 0,06 nm, quindi ne servirebbero circa 8,33 milioni affiancati per coprire un millimetro.
Intervallo termico
Ossigeno è liquido in un intervallo di 36 K, da 54 K a 90 K.
La storia
Ossigeno è il terzo elemento più abbondante nell'universo e l'elemento più abbondante nella crosta terrestre, costituendo circa il 21% della nostra atmosfera e quasi il 50% della massa del pianeta. Questo gas altamente reattivo, incolore e inodore è assolutamente essenziale per la maggior parte delle forme di vita sulla Terra attraverso il processo di respirazione cellulare.
Scoperto indipendentemente da Carl Wilhelm Scheele e Joseph Priestley negli anni 1770, l'ossigeno ha rivoluzionato la nostra comprensione della combustione e della respirazione. Il suo nome, derivato dalle parole greche "oxys" (acido) e "genes" (produttore), riflette la convinzione errata di Antoine Lavoisier che tutti gli acidi contenessero ossigeno.
Curiosità: L'ossigeno che respiriamo oggi è stato prodotto in gran parte da antichi cianobatteri attraverso la fotosintesi nel corso di miliardi di anni, cambiando radicalmente l'atmosfera terrestre e permettendo l'evoluzione della vita complessa.L'ossigeno esiste in diversi allotropi: il diossigeno (O₂) è la forma che respiriamo, mentre l'ozono (O₃) forma lo strato protettivo nella nostra stratosfera. Nell'industria, l'ossigeno favorisce i processi di combustione e la produzione dell'acciaio e funge da agente ossidante in innumerevoli reazioni chimiche.
Dall'acqua che beviamo (H₂O) ai minerali della crosta terrestre, l'ossigeno forma composti con quasi ogni altro elemento, rendendolo fondamentale per la chimica, la biologia e la geologia. La sua particolare configurazione elettronica conferisce all'ossigeno la sua caratteristica reattività e la capacità di formare doppi legami, fondamentali per la chimica organica e i processi vitali.
Applicazioni
Il più grande uso industriale dell'ossigeno è nella produzione dell'acciaio, dove migliora notevolmente l'efficienza e la qualità:
L'ossigeno funge da agente ossidante fondamentale in numerosi processi industriali:
L'ossigeno ha rivoluzionato la produzione della carta attraverso lo sbiancamento ecocompatibile:
Le tecnologie basate sull'ossigeno depurano l'acqua e riducono l'inquinamento:
L'ossigeno liquido (LOX) è il comburente per razzi più utilizzato:
La combustione con ossigeno migliora l'efficienza e la qualità della produzione del vetro:
Da dove proviene
461000 mg/kg della crosta terrestre · più abbondante del 100% degli elementi
L'Ossigeno è il terzo elemento più abbondante nell'universo, e costituisce circa l'1% di tutti gli atomi. Si forma principalmente attraverso la nucleosintesi stellare nelle stelle massicce:
L'Ossigeno del nostro sistema solare si è formato circa 4,6 miliardi di anni fa dal collasso gravitazionale di una nube molecolare ricca di Ossigeno.
L'atmosfera terrestre contiene il 20,946% di Ossigeno in volume, rappresentando il secondo gas atmosferico più abbondante dopo l'Azoto. Questo enorme serbatoio contiene circa 1.2 × 10¹⁵ tonnellate di gas Ossigeno.
Curiosità: Praticamente tutto l'Ossigeno atmosferico è biogenico, prodotto da organismi fotosintetici nel corso di miliardi di anni. Il Grande Evento di Ossidazione, avvenuto 2,4 miliardi di anni fa, ha cambiato radicalmente l'atmosfera terrestre.Il ciclo dell'Ossigeno atmosferico comporta uno scambio costante tra:
L'Ossigeno domina la crosta terrestre, costituendo circa il 46,1% in peso, il che lo rende l'elemento più abbondante nella Terra solida. I principali minerali contenenti Ossigeno includono:
L'acqua (H₂O) contiene l'88,8% di Ossigeno in massa, rendendo l'idrosfera terrestre un enorme serbatoio di Ossigeno:
Gli ecosistemi acquatici dipendono dai livelli di Ossigeno disciolto (OD):
Gli organismi fotosintetici sono la fonte ultima dell'Ossigeno terrestre:
L'Ossigeno è presente in tutto il sistema solare e nell'universo:
Manipolazione
Il ruolo dell'ossigeno nella combustione crea gravi rischi per la sicurezza:
Misure di sicurezza per l'ossigeno compresso:
La somministrazione di ossigeno in ambito sanitario richiede un monitoraggio accurato:
Standard OSHA e normativi per l'ossigeno sul luogo di lavoro:
L'ossigeno liquido (LOX) a -183°C presenta ulteriori pericoli:
Procedure di emergenza per incidenti con ossigeno:
Impatto ambientale e gestione dei rifiuti:
Normative DOT per il trasporto dell'ossigeno:
Risposte rapide
Ossigeno (simbolo O) è l'elemento 8 nella tavola periodica, appartenente a Non metallo nel periodo 2, gruppo 16. L'elemento che fa arrugginire il ferro, bruciare il combustibile e vi mantiene in vita — e l'elemento più abbondante nella crosta terrestre. A temperatura ambiente è un gas.
[He] 2s² 2p⁴, con 2 gusci occupati e la distribuzione 2, 6. Il suo guscio esterno contiene 6 elettroni, e questo determina il suo comportamento nei legami.Ossigeno fonde a 54.4 K (-218.8 °C) ed entra in ebollizione a 90.2 K (-182.9 °C).
La massa atomica standard di Ossigeno è 15.999 u. Si tratta di una media ponderata dei suoi isotopi presenti in natura, per questo raramente è un numero intero.
Ossigeno è un gas a temperatura ambiente; la sua densità è di circa 1.429 g/L a 0 °C e 1 atm — approssimativamente maggiore di quella dell'aria.
Ossigeno ha un'elettronegatività di Pauling pari a 3.44. La scala va da 0.70 (francio, il meno incline ad attirare elettroni) a 3.98 (fluoro, il più incline). Un valore così elevato significa che tende ad attirare gli elettroni da quasi tutto ciò con cui forma legami.
Ossigeno è stato scoperto nel 1774 da Joseph Priestley and Carl Wilhelm Scheele. Prende il nome da dal greco oxys + genes, "che forma gli acidi".
Ossigeno costituisce informazioni 46.1% della crosta terrestre: è uno degli elementi più abbondanti che esistano.