氧

氧的特性

氮 - 氧 - 氟   氧 硫   元素周期表
总体特性
名称、符号、原子序	氧、O、8
系列	非金属
族、周期、元素分区	16族(VIA)、2、p
密度、硬度	1.429 kg/m3（273K）、NA
颜色和外表	气态无色 液态和固态蓝色
大气含量	20.946 %
地壳含量	49.4 %
原意	酸的生成者 oxus 酸 + geinomai 源
来由	早期发现的酸都有氧元素
原子属性
原子量	15.9994 原子量单位
原子半径 (计算值)	60（48）pm
共价半径	73 pm
范德华半径	152 pm
价电子排布	[He]2s22p4
电子排布	2，6
氧化价（氧化物）	-2，-1（中性）
晶体结构	正方体
物理属性
物质状态	气态（順磁性）
熔点	50.35 K（-222.80 °C）
沸点	90.18 K（-182.97 °C）
摩尔体积	17.36×10-6m3/mol
汽化热	3.4099 kJ/mol
熔化热	0.22259 kJ/mol
蒸气压	无数据
声速	317.5 m/s（293.15K）
其他性质
电负性	3.44（鲍林标度）
比热	920 J/(kg·K)
电导率	无数据
热导率	0.02674 W/(m·K)
第一电离能	1313.95 kJ/mol
第二电离能	3388.3 kJ/mol
第三电离能	5300.5 kJ/mol
第四电离能	7469.2 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变 模式 衰变能量 MeV 衰变 产物 16O 99.762 % 稳定 17O 0.038 % 稳定 18O 0.2 % 稳定
在没有特别注明的情况下使用的是 国际标准基准单位单位和标准气温和气压， 单质性状只指氧气， 另一同素异形体的性状请参见臭氧。

氧（Oxygen，舊譯作氱）是一种化学元素，其原子序数为8，相对原子质量为16.00。由符号“O”表示。在元素周期表中，氧是氧族元素的一员，它也是一个高反应性的第2周期非金属元素，很容易与几乎所有其它元素形成化合物（主要为氧化物）。在标准状况下，两个氧原子结合形成氧气，是一种无色无嗅无味的双原子气体，化学式为O₂。如果按质量计算，氧在宇宙中的含量仅次于氢和氦，在地壳中，氧则是含量最丰富的元素。氧不仅占了水质量的89%，也占了空气体积的20.9%。

构成有机体的所有主要化合物都含有氧，包括蛋白质、碳水化合物和脂肪。构成动物壳、牙齿及骨骼的主要无机化合物也含有氧。由蓝藻、藻类和植物经过光合作用所产生的氧气化学式为O₂，几乎所有复杂生物的细胞呼吸作用都需要用到氧气。動物中，除了極少數之外，皆無法終身脫離氧氣生存。对于厌氧性生物来说，氧气是有毒的。这类生物曾经是早期地球上的主要生物，直到25亿年前O₂开始在大气层中逐渐积累。氧元素的另一个同素异形体是臭氧。在高海拔形成的臭氧层能够隔离来自太阳的紫外线辐射。但是接近地表的臭氧则是一种污染，这些臭氧主要存在于光化学烟雾中。

氧气是由约瑟夫·普利斯特里和卡尔·威廉·舍勒独立发现的。虽然卡尔比约瑟夫早发现一年，但由于约瑟夫首先发表论文，所以很多人仍然认为是约瑟夫首先发现的。氧气的英文名是“Oxygen”，由拉瓦锡定名与1777年，拉瓦烯利用氧气所进行的试验在燃烧和腐蚀的方面打败了当时流行的燃素说。在工业上，氧气是通过分馏液态空气制备的，同时使用分子筛除去二氧化碳和氮气。也可以通过电解水等其他方式制备氧气。氧气的运用包括钢铁的冶炼、塑料和纺织品的制造以及作为火箭推进剂与进行氧气疗法，也用来在飞机、潜艇、太空船和潜水中维持生命。

性質

在自然界中，氧的单质形态一般为双原子分子的氧气(O₂)，在臭氧层中经紫外线的作用也可以生成三个氧原子组成的臭氧(O₃)。除此之外，意大利一所大学的科学家于2001年11月制得了亚稳态的的四氧分子(O₄)。氧气在标准状况下是无色无味无臭，能帮助燃烧的的气体。液氧呈淡蓝色，具有顺磁性。氧能跟氢化合成水。臭氧在标准状况下是一种有特殊臭味的蓝色气体。

化學性質

氧的活性很大，除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀、鈀之外，大部分的元素都能與氧起反應，這些反應稱為氧化反應，而反應產生的化合物稱為氧化物。一般而言，非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而鹼金屬或鹼土金屬氧化物則為鹼性。此外，幾乎所有的有機化合物(CCl₄和氫原子數目小於鹵原子數目的鹵代烴除外)，可在氧氣中劇烈燃烧生成二氧化碳與水蒸汽。

製備

拉瓦錫曾以汞在空氣中加熱，產生紅色的氧化汞粉末，再加熱氧化汞取得純氧。

$\rm 2Hg + O_2 \longrightarrow 2HgO$

$\rm 2HgO \longrightarrow 2Hg + O_2 \uparrow$

實驗室中常用氯酸鉀晶體與二氧化錳（催化劑）混合加熱製取，並以排水集氣法或向上排空气法收集：

$\rm 2KClO_3 \xrightarrow[\Delta]{MnO_2} 2KCl + 3O_2\uparrow$

或利用二氧化錳催化雙氧水分解產生氧:

$\rm 2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$

再或者用高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气:

$\rm 2KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 +MnO_2+ O_2\uparrow$

工業上則是利用分离液態空氣和電解水製取氧氣：

$\rm 2H_2O \xrightarrow{ELECTROLYSIS} O_2\uparrow + 2H_2\uparrow$

(電解水，"+"極產生 $\rm O_2$， "-"極產生$\rm H_2$。)

发现

氧元素是由英国化学家约瑟夫·普利斯特里与瑞典药剂师及化学家舍勒于1774年分别发现。但是普利斯特里却支持燃素学说。

另有说法认为氧气首先由中国人马和首先发现。

1777年，法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，指出物质只能在含氧的空气中进行燃烧，燃烧物重量的增加与空气中失去的氧相等，从而推翻了全部的燃素说，并正式确立质量守恒定律。从严格意义上讲，发现氧元素的为瑞典化学家舍勒，而确定氧元素化学性质的为法国化学家拉瓦锡。

名稱由來

氧氣（Oxygen）希臘文的意思是「酸素」，該名稱是由法國化學家拉瓦節所起，原因是拉瓦錫錯誤地認為，所有的酸都含有這種新氣體。現在日文裡氧氣的名稱仍然是「酸素」。而台語受到台灣日治時期的影響，也以「酸素」之日語發音稱呼氧氣。

氧氣的中文名稱是清朝徐壽命名的。他認為人的生存離不開氧氣，所以就命名為「養氣」即「養氣之質」，後來為了統一就用「氧」代替了「養」字，便叫這「氧氣」。

同位素

氧的同位素已知的有十五種，包括氧-12至氧-26，其中氧-16、氧-17和氧-18三種屬於穩定型，其他已知的同位素都帶有放射性，其半衰期全部均少於三分鐘。利用医用回旋加速器产生的质子，轰击重氧水之中的氧-18，通过(p,n)核反应，从而获得可以发射正电子的放射性同位素氟-18离子，用于合成正电子发射计算机断层扫描检查所需的示踪剂氟代脱氧葡萄糖。

用途

氧氣的運用包括鋼鐵的冶煉、塑料和紡織品的製造以及作為火箭推進劑與進行氧氣療法，也用來在飛機、潛艇、太空船和潛水中維持生命。

在地球上的分布

氧元素占整个地壳质量的48.6%，它在地壳中基本上是以氧化物的形式存在的。每一千克的海水中溶解有2.8毫克的氧气，而海水中的氧元素差不多达到了88%.就整个地球而言，氧的质量分数为15.2%。无论是人、动物还是植物，他们的生物细胞都有类似的组成，其中氧元素占到了65%的质量。而在地球大氣層中，氧的含量佔第二多，有20.946%。

危險性

高濃度的氧氣能促進火迅速燃燒。氧化劑被火接近時就可能引起火災和爆炸的危險。氧本身不是燃料，但氧化劑卻是一種燃料，如過氧化物，氯酸鹽，硝酸鹽，高氯酸鹽，和重鉻酸鹽，它們可以引起大火。 另外阿波羅1號火災引致三名太空人喪生的事件，就是因為指揮艙中含百分之百濃度的氧，迅速引起大火，三名太空人短短在17秒被大火燒死。

外部链接

• 洛斯阿拉莫斯国家实验室
• EnvironmentalChemistry.com —— 氧（英文）

参见

• 元素
• 元素周期表
• 同位素列表
• 氧族元素