氧
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[编辑] 性状
氧的单质形态是氧气。氧气是无色无味无臭,能帮助燃烧的双原子的气体,氧能跟氢气化合成水。
[编辑] 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。另有说法认为氧气首先由中国人马和首先发现。但是普利斯特里却支持燃素学说。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原理。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。
[编辑] 名称由来
氧气(Oxygen)希腊文的意思是“酸素”,该名称是由法国化学家拉瓦锡所起,原因是拉瓦锡错误地认为,所有的酸都含有这种新气体。现在日语里氧气的名称仍然是“酸素”。
氧氣的中文名稱是徐壽命名的。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」。
[编辑] 分布
地球空气中大约含有体积为20.947%的以单质形式存在的氧气。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。
[编辑] 大气层氧气的历史
地球的大气层形成初期是不含氧气的。
大气层氧气的出现源于两种作用。
一个是非生物参与的水的光解,
一个是生物参与的光合作用。
生物的光合作用对大气层的影响巨大。它造成了大气层由还原氛围向氧化氛围的转变。使得水光解产生的氢气能重新被氧化为水回到地球而不至于扩散到外层空间去,从而防止了地球上的水的流失。同时光合作用也加速了大气层氧气的积累,深刻地改变了地球上物种的代谢方式和形态。大气层含氧量在石炭纪的时候一度上升到了35%! 氧气含量的增加造成了依赖于渗透方式输氧的昆虫在形态上的巨型化。在石炭纪曾出现过翼展达一米的巨蜻蜓。
[编辑] 制造设备
实验室小规模制氧一般会加热氯酸钾和催化剂二氧化锰的混合物,生成氧气和氯化钾;或者直接加热高锰酸钾来制备。也有人用过氧化氢稀溶液加二氧化锰的方法,制得氧气和水。工业上则普遍利用氮气、氧气沸点的不同,用低温分馏的方法大量制备氧气。顺便说一句,工业氧气都用蓝色钢瓶装(美国用的是橙色)。
[编辑] 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。
[编辑] 单线态氧和三线态氧
普通氧气含有两个未配对的电子,等同于一个双游离基。在受激发下,氧气分子的两个未配对电子发生配对,生成电子全部配对的三线态氧,等同于一个烯烃分子,因而可以和双烯发生狄尔斯-阿尔德反应。
