8 O 15.999

Кислород

Неметалл Oxygenium газ

[He] 2s² 2p⁴ · 2 · 6

← N Азот F Фтор →

Самый распространённый элемент земной коры и человеческого тела. Кислород настолько активен, что почти не встречался в свободном виде первые два миллиарда лет истории Земли — его накопили в атмосфере цианобактерии.

3D-модель

Модель Бора: ядро и электронные оболочки по конфигурации. Валентные электроны подсвечены.

Тяните, чтобы вращать; колесо — масштаб

Атомные свойства

Атомный номер: 8
Атомная масса: 15.999 а.е.м.
Электронная конфигурация: [He] 2s² 2p⁴
Электроны по оболочкам: 2 · 6
Блок: p-блок
Группа: Халькогены
Период: 2
Электроотрицательность (Полинг): 3.44
Электроотрицательность (Аллен): 3.61
Атомный радиус: 48 pm
Ковалентный радиус: 66 pm
Ван-дер-ваальсов радиус: 152 pm
1-я энергия ионизации: 1 313.9 kJ/mol
2-я энергия ионизации: 3 388.3 kJ/mol
3-я энергия ионизации: 5 300.5 kJ/mol
4-я энергия ионизации: 7 469.2 kJ/mol
5-я энергия ионизации: 10 990 kJ/mol
Сродство к электрону: 141 kJ/mol
Характерные степени окисления: -2
Степени окисления: -2, -1, +1, +2

Физические свойства

Состояние при 25 °C: газ
Плотность: 0.00143 g/cm³
Температура плавления: 54.36 K · -218.8 °C
Температура кипения: 90.19 K · -183 °C
Скорость звука: 330 m/s

Тепловые свойства

Теплота плавления: 0.444 kJ/mol
Теплота испарения: 6.82 kJ/mol
Удельная теплоёмкость: 0.918 J/(g·K)
Теплопроводность: 0.02658 W/(m·K)

Механические свойства

Модуль Юнга: нет данных
Модуль сдвига: нет данных
Модуль объёмного сжатия: нет данных
Коэффициент Пуассона: нет данных
Твёрдость по Моосу: нет данных
Твёрдость по Бринеллю: нет данных

Электрические и магнитные свойства

Удельное сопротивление: нет данных
Магнитный тип: парамагнетик
Точка Кюри: нет данных
Точка Нееля: нет данных
Температура сверхпроводимости: нет данных

Кристаллическая структура

Кристаллическая решётка: моноклинная
Параметры решётки: a = 540.3 pm · b = 342.9 pm · c = 508.6 pm

Распространённость

В земной коре: 461 000 mg/kg
В океане: 857 000 mg/L
Во Вселенной: 1·10⁷ mg/kg
В теле человека: 610 000 mg/kg

Изотопы

Изотоп	Распространённость	Период полураспада	Тип распада
¹⁶O	99.757 %	стабилен	—
¹⁷O	0.038 %	стабилен	—
¹⁸O	0.205 %	стабилен	—

Отношение кислорода-18 к кислороду-16 в ледяных кернах и раковинах — основной палеотермометр: оно зависит от температуры испарения океана.

Открытие

Год открытия: 1771
Кто открыл: Карл Вильгельм Шееле
Где: Швеция
Происхождение названия: от греческого «oxys» — кислый и «genes» — рождающий: Лавуазье считал его началом всех кислот

История

Карл Шееле получил кислород около 1771 года, но опубликовал результат позже Пристли, сделавшего то же самое в 1774-м. Имя и теорию горения дал Лавуазье, ошибочно решивший, что кислород входит во все кислоты.

Где встречается

46 % массы земной коры и 86 % массы океана. В атмосфере — 21 % по объёму, и весь этот кислород биогенного происхождения.

Как получают

Криогенной перегонкой воздуха для крупных объёмов и адсорбцией на цеолитах для медицинских концентраторов. В лаборатории — разложением пероксида водорода или хлората калия.

Роль в живой природе

Около 65 % массы тела. Клеточное дыхание использует кислород как конечный акцептор электронов, что даёт примерно в пятнадцать раз больше энергии на молекулу глюкозы, чем брожение.

Безопасность

Чистый кислород под давлением резко повышает пожароопасность: в нём горит даже сталь. Длительное дыхание чистым кислородом повреждает лёгкие, а под давлением вызывает судороги.

Применение

Кислородное дутьё в доменном и конвертерном производстве стали — крупнейшее потребление
Медицинский кислород при дыхательной недостаточности
Кислородно-ацетиленовая сварка и резка металла
Окислитель ракетных двигателей в жидком виде
Очистка сточных вод и отбеливание целлюлозы

Любопытные факты

Жидкий кислород голубого цвета и притягивается магнитом — молекула O₂ парамагнитна.
Озон O₃ — та же аллотропная форма кислорода, что защищает поверхность планеты от ультрафиолета.
Кислородная катастрофа около 2,4 млрд лет назад была крупнейшим вымиранием в истории: свободный кислород оказался ядом для тогдашней анаэробной биосферы.
Примерно каждый второй атом в земной коре — это атом кислорода.
Кислород образуется в звёздах при горении гелия и углерода и занимает третье место по распространённости во Вселенной.