What is 氧?
氧 (symbol O) is element 8 on the periodic table, a 非金属 in period 2, group 16. The element that rusts iron, burns fuel and keeps you alive — and the most abundant element in the Earth's crust. At room temperature it is a gas.
结构
这不是环上点阵的示意图,而是对每个已占据子层实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样的结果。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。
测量值
每个条形图都显示氧在全部118种元素中该性质的排名位置。
来源:IUPAC 2021 标准原子量 ·《CRC 化学与物理手册》· NIST。标有 ~ 的数值是预测值,而非测量值。
按比例显示的大小
Radius 60 pm — that is 0.06 nm, so about 8333 million of them side by side would span a millimetre.
热范围
氧 is liquid over a 36 K window, from 54 K to 90 K.
故事
氧是宇宙中含量第三丰富的元素,也是地壳中含量最丰富的元素,约占大气的关于21%,并占地球质量的近50%。这种反应性很强、无色无味的气态物质,通过细胞呼吸过程,对地球上的大多数生命形式都至关重要。
氧由 Carl Wilhelm Scheele 和 Joseph Priestley 于18世纪70年代分别独立发现,彻底改变了人们对燃烧和呼吸的认识。它的名称源自希腊语中的“oxys”(酸)和“genes”(产生者),反映了 Antoine Lavoisier 曾错误地认为所有酸都含有氧。
趣味知识:我们今天呼吸的氧气,很大程度上是古代蓝细菌在数十亿年间通过光合作用产生的。这一过程从根本上改变了地球的大气环境,并使复杂生命得以演化。氧以多种同素异形体存在,其中双氧(O₂)是我们呼吸的形式,而臭氧(O₃)在平流层中形成保护层。在工业上,氧支持燃烧过程和钢铁生产,并在无数化学反应中充当氧化剂。
从我们饮用的水(H₂O)到地壳中的矿物,氧几乎能与其他所有元素形成化合物,因此它是化学、生物学和地质学的基础。氧独特的电子构型赋予了它特有的反应性和形成双键的能力,这对有机化学和生命过程至关重要。
应用
氧最大的工业用途是在钢铁制造中,它能显著提高效率和质量:
氧在众多工业过程中充当关键的氧化剂:
氧通过环保漂白技术推动了造纸业的变革:
以氧为基础的技术可以净化水并减少污染:
液态氧(LOX)是使用最广泛的火箭氧化剂:
氧燃烧可提高玻璃生产的效率和质量:
来源
461000 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 100% of elements
氧是宇宙中丰度第三高的元素,约占所有原子的1%。它主要通过大质量恒星中的恒星核合成形成:
太阳系中的氧约在46亿年前由富氧分子云的引力坍缩形成。
地球大气按体积计含有20.946%的氧,是仅次于氮的第二丰富大气气体。这个巨大的储库约含1.2 × 10¹⁵吨氧气。
惊人事实:几乎所有大气中的氧都是生物成因的——由光合生物经过数十亿年产生。24亿年前的大氧化事件从根本上改变了地球大气。大气氧循环涉及以下物质之间的持续交换:
氧在地球地壳中占主导地位,按重量计约占46.1%,因此是固态地球中丰度最高的元素。主要的含氧矿物包括:
水(H₂O)按质量计含有88.8%的氧,使地球水圈成为巨大的氧储库:
水生生态系统取决于溶解氧(DO)水平:
光合生物是地球氧的最终来源:
氧遍布太阳系和宇宙:
处理
氧气在燃烧中的作用会带来严重的安全风险:
压缩氧气安全措施:
医疗机构使用氧气时需要仔细监测:
OSHA及监管标准规定的工作场所氧气要求:
温度为-183°C的液态氧(LOX)会带来额外危险:
氧气事故的应急程序:
环境影响和废物管理:
DOT关于氧气运输的规定:
快速回答
氧 (symbol O) is element 8 on the periodic table, a 非金属 in period 2, group 16. The element that rusts iron, burns fuel and keeps you alive — and the most abundant element in the Earth's crust. At room temperature it is a gas.
[He] 2s² 2p⁴, giving 2 occupied shells holding 2, 6 electrons respectively. Its outer shell holds 6 electrons, which is what sets its bonding behaviour.氧 melts at 54.4 K (-218.8 °C) and boils at 90.2 K (-182.9 °C).
The standard atomic weight of 氧 is 15.999 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
氧 is a gas at room temperature; its density is about 1.429 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly heavier than air.
氧 has a Pauling electronegativity of 3.44. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this high means it tends to pull electrons away from almost anything it bonds with.
氧 was discovered in 1774 by Joseph Priestley and Carl Wilhelm Scheele. It is named after greek oxys + genes, "acid-former".
氧 makes up about 46.1% of the Earth's crust — one of the most abundant elements there is.