Oxigén

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
8 nitrogénoxigénfluor
-

O

S
Általános
Név, vegyjel, rendszám oxigén, O, 8
Elemi sorozat nemfémek
Csoport, periódus, mező 16, 2, p
Megjelenés színtelen
O,8.jpg
Atomtömeg 15,9994(3) g/mol
Elektronszerkezet [He] 2s2 2p4
Elektronok héjanként 2, 6
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot gáz
Sűrűség (0 °C, 101,325 kPa)
1,429 g/L
Hármaspont 54,36 K, 152 Pa
Olvadáspont 54,36 K
(-218,79 °C, -361,82 °F)
Forráspont 90,20 K
(-182,95 °C, -297,31 °F)
Kritikus pont 154,59 K, 5,043 MPa
Olvadáshő\Delta_{fus}{H}^\ominus (O2) 0,444 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus (O2) 6,82 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) (O2)
29,378 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K       61 73 90
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet köbös
Oxidációs szám 2, −1
(semleges oxid)
Elektronegativitás 3,44 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 1313,9 kJ/mol
2.: 3388,3 kJ/mol
3.: 5300,5 kJ/mol
Atomsugár 60 pm
Atomsugár (számított) 48 pm
Kovalens sugár 73 pm
Van der Waals-sugár 152 pm
Egyebek
Mágnesség paramágneses
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 26,58 mW/(m·K)
Hangsebesség (gáz, 27 °C) 330 m/s
CAS-szám 7782-44-7
Fontosabb izotópok
Fő cikk: Az oxigén izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
16O 99,762% O stabil 8 neutronnal
17O 0,038% O stabil 9 neutronnal
18O 0,2% O stabil 10 neutronnal
Hivatkozások

Az oxigén (régies nevén éleny vagy savító[1]) az oxigéncsoport elemei közé tartozik a kénnel, a szelénnel és a tellúrral együtt. Rendszáma 8, vegyjele O. Vegyértékelektron-szerkezete 2s²2p4. Az oxigén a Föld leggyakoribb eleme, hiszen a földkéreg tömegének majdnem felét oxigén teszi ki (természetesen kötött állapotban), de az oxigén a világegyetem gyakoribb elemei közé is tartozik, hiszen az ötödik leggyakoribb elem. A légkör jelentős része oxigéngáz (O2), de ózon (O3) formában is megtalálható (igaz ez a molekulaszerkezet sokkal instabilabb, az ózon az oxigéngáz allotróp módosulata).

Az oxigént Joseph Priestley angol kémikus fedezte fel 1774-ben, de ő még deflogisztonizált levegőnek nevezte a flogiszton-elmélet nyomán. Később Antoine Laurent de Lavoisier francia kémikus nevezte el oxigénnek. Neve a görög oxigenium (savképző) szóból származik.

Tartalomjegyzék

Fizikai tulajdonságai [szerkesztés]

Cseppfolyós oxigén

Az oxigéngáz színtelen, szagtalan, íztelen, kétatomos molekulákból álló anyag. Folyékony és szilárd halmazállapotban kék színű. Molekularácsban kristályosodik. Molekulája apoláris, benne kettős kötés található. Apoláris tulajdonsága miatt vízben rosszul, bár a nitrogénnél jobban oldódik (100 cm³ víz 20 °C-on 4,14 mg O2-t old). A vízben oldott oxigénnek jelentős élettani hatása van, csakúgy mint a légkörinek. Apoláris oldószerekben jól oldódik, ezért (is) okoz komoly problémát, ha olaj kerül a víz felszínére (az olaj filmréteget képezve elzárja az oxigént a víztől, így az képtelen abban oldódni, továbbá a már oldott oxigén „átvándorol” az olajba, ezzel csökkentve a vízben az oxigén mennyiségét). Az oxigén negatív iont képez, ionvegyértéke -2.

Kémiai tulajdonságai [szerkesztés]

Az oxigén szobahőmérsékleten kevéssé reakcióképes, magasabb hőmérsékleten azonban csaknem minden elemmel egyesül. Szobahőmérsékleten is képes oxidálni elemeket, magas hőmérsékleten exoterm reakcióban egyesül velük (égés). Erős oxidálószer, az oxidáció a vele kapcsolatos megfigyelések folyományaként kapta a nevét. Az egyatomos oxigén (mint minden naszcensz atom), annyira reagens, hogy a természetben csak nagyon rövid ideig létezik (jelölése 'O').

  • reakciója fémekkel:
\mathrm{4\ Fe + 3\ O_2 \rightarrow 2\ Fe_2O_3}
  • reakciója nemfémes elemekkel:
\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}
  • reakciója szervetlen vegyületekkel:
\mathrm{2\ SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2\ SO_3}
  • reakciója szerves vegyületekkel:
\mathrm{CH_4 + 2\ O_2 \rightarrow CO_2 + 2\ H_2O}
  • az ózonképződés egyenlete: (megfordítható)
\mathrm{O_2 + O \rightleftharpoons O_3}

Élettani szerep [szerkesztés]

Az oxigén nélkülözhetetlen az élethez (a biológiai oxidáció folyamatához). Az ózon fertőtlenítő hatású. A légkör felső rétegeiben ózonréteget képezve véd az UV-sugaraktól, a földfelszín közelében lévő ózon azonban mérgező.

Előfordulása, előállítása [szerkesztés]

A földkéreg súlyának fele oxigén, mind kötött, mind szabad állapotban előfordul. A földi élet elengedhetetlen feltétele, az atmoszféra 21% oxigént tartalmaz. Mennyisége a fotoszintézissel növekszik, a biológiai oxidációval csökken. Jelenléte biztosítja a földi életet, jelenléte következtében a légkörünk oxidáló légkör. 99%-ban a folyékony levegő frakcionált desztillációjával és 1%-ban a víz elektrolitikus bontásával állítják elő.

Az ózon a légkör felső rétegeiben keletkezik elektromos szikra és rövidhullámú sugárzás hatására. Az ózon elnyeli a káros ultraibolya (UV) sugarakat, a légkör magasabb rétegeiben ózonréteget alkot, mely napjainkban sajnos némely helyeken meglehetősen elvékonyodott (átlagos vastagsága 8 km).

Leggyakoribb oxigénvegyületek [szerkesztés]

Felhasználása [szerkesztés]

Nagy részét égőkben a befúvott levegő dúsítására használják és a metanol, valamint az acél gyártásánál is fontos a szerepe. Orvosi célokra is felhasználják. A cseppfolyós oxigén a folyékony hajtóanyagú rakétákban a tüzelőanyag elégetéséhez szükséges. Forgalomba nagynyomású, kék színű acélpalackban hozzák. Rendkívüli elővigyázatosságot igényel a palack használata a nagyfokú robbanásveszély miatt.

Az ózont fertőtlenítésre, fehérítésre, italok érlelésére használják

Naszcensz oxigén [szerkesztés]

A naszcensz latin szó, jelentése 'a születés pillanatában lévő'. A kémiában a keletkező, kiválás pillanatában lévő, még atomos állapotú elemekre (gázokra) használják. Az ilyen naszcensz anyagok atomos állapotuk miatt rendkívül reakcióképesek.

Ilyen például a hidrogén-peroxidból felszabaduló oxigén:

\mathrm{H_2O_2 \rightarrow H_2O + O}

Naszcensz oxigén szabadul fel az ózonból és a hidrogén-peroxidból, ezért ezek nagyon erős oxidálószerek.

Nevezetes oxidok [szerkesztés]

Vanádium-pentoxid
Vas(III)-oxid

Források [szerkesztés]

  1. Szõkefalvi-Nagy Zoltán; Szabadváry Ferenc: A magyar kémiai szaknyelv kialakulása. A kémia története Magyarországon. Akadémiai Kiadó, 1972. (Hozzáférés: 2010. december 3.)
Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Oxigén témájú médiaállományokat.
  • dr. Boksay Zoltán-dr. Csákvári Béla-dr. Kónya Józsefné: Kémia III. (1999, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, ISBN 963-19-5170-7)
  • Villány Attila: Kémia a kétszintű érettségire (második (javított kiadás) 2004, Kemavill Bt., Budapest, ISBN 963-212-130-9)
  • Kecskés-Kiss-Rozgonyi: Kémia 8. (2006, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, ISBN 963-19-4250-3)

További információk [szerkesztés]

Lásd még [szerkesztés]