Kyslík

8 dusík ? kyslík ? fluor - ? O ? S periodická tabulka
Generál
Jméno, Symbol, Číslo	kyslík, O, 8
Chemická série	Nonmetals, chalcogens
Skupina, Období, Blok	16, 2, p
Vzhled	velmi bledě modrý
Relativní atomová hmotnost	15.9994(3) g/mol
Konfigurace elektronu	1s2 2s2 2p4
Elektrony na shell	2, 6
Fyzikální vlastnosti
Fáze	plyn
Hustota	(0 ° C, 101.325 kPa) 1.429 g/L
Teplota tání	54.36 K (-218.79 °C, -361.82 °F)
Teplota varu	90.20 K (-182.95 °C, -297.31 °F)
Kritický bod	154.59 K, 5.043 MPa
Teplo roztavení	(O2) 0.444 kJ/mol
Výparné skupenské teplo	(O2) 6.82 kJ/mol
Tepelná kapacita	(25 ° C) (O2) 29.378 J / (mol · K)
Tlak páry P/ Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k u T/ K       61 73 90
Atomové vlastnosti
Krystalová soustava	krychlový
Oxidační stavy	? 2,? 1 (neutrální kysličník)
Elektronegativita	3.44 (Pauling měřítko)
Ionization energie (více)	1st: 1313.9 kJ/mol
	2nd: 3388.3 kJ/mol
	3rd: 5300.5 kJ/mol
Atomový poloměr	60 odpoledne
Atomový poloměr (calc.)	48 odpoledne
Covalent poloměr	73 odpoledne
Van der Waals poloměr	152 odpoledne
Rozmanitý
Magnetické uspořádání	paramagnetický
Tepelná vodivost	(300 K) 26.58 mW / (m · K)
Rychlost zvuku	(plyn, 27 ° C) 330 m/s
Registrační číslo CAS	7782-44-7
Pozoruhodné izotopy
Hlavní článek: Izotopy kyslíku iso Na poločas rozpadu DM DE (MeV) DP 16O 99.76% O je stabilní s 8 neutrony 17O 0.038% O je stabilní s 9 neutrony 18O 0.21% O je stabilní s 10 neutrony
Odkazy

Kyslík je chemický prvek v periodické tabulce. To má symbol O a atomové číslo 8. Kyslík druhý nejvíce obyčejný element na Zemi skládá asi 46 % množství kůry Země a 28 % množství Země jako celek, a je třetí nejvíce obyčejný element ve vesmíru. Na Zemi, to je obvykle covalently nebo ionically spojil se k dalším prvkům. Odvázaný kyslík (obvykle volal molekulární dioxygen, O₂, diatomic molekula) nejprve objevil se v podstatných množstvích na Zemi během Paleoproterozoic éry (mezi 2.5 před miliardou roky a 1.6 před miliardou roky) jako produkt metabolické akce brzy anaerobes (archaea a baktérie). Podle většiny expertů, tato nová přítomnost velkých množství volného kyslíku řídila většinu z organismů pak žít do zániku. Atmosferické množství volného kyslíku v pozdnějších geologických epochách a až do daru byl velmi řízen organismy photosynthetic, hrubě tři čtvrtiny phytoplankton a řasa v oceánech a jedné čtvrtině od pozemských rostlin.

Charakteristiky

U standardní teploty a tlaku, kyslík existuje jako diatomic molekula s rovnicí O₂, ve kterém dva kyslíkové atomy jsou dvojnásobně spojené ke každému jiný. V jeho nejvíce stabilní formě, kyslík existuje jako diradical (triplet kyslík). Ačkoli radikálové jsou obyčejně spojení s velmi reaktivními směsmi, triplet kyslík je překvapivě (a naštěstí) unreactive k většině směsem. Kyslík tílka, jméno dané několika vyšším energetickým druhům ve kterém všechny rotace elektronu jsou párovány, je hodně reaktivnější k obyčejným organickým molekulám. Carotenoids účinně pohlcuje energii od kyslíku tílka a přestavuje to zpět do unexcited základního stavu.

Kyslík je hlavní součást vzduchu, produkoval rostlinami během fotosyntézy, a je nutný pro aerobní dýchání ve zvířatech. Slovo kyslík pochází ze dvou slov v Řekovi, οξυς (oxys) (kyselina, ostrý) a γεινομαι (geinomai) (plodit). Jméno “kyslík” byl vybrán protože, v té době to bylo objeveno v pozdní 18. století, to bylo věřil, že všechny kyseliny obsahovaly kyslík. Definice kyseliny má protože been revidovaný nevyžadovat kyslík v molekulární struktuře. Hydrochloric kyselina (HCl) neobsahuje kyslík. Kapalina O₂ a pevná látka O₂ mít lehkou modrou barvu a oba jsou velmi paramagnetičtí. Kapalina O₂ je obvykle dostán frakční destilací kapalného vzduchu. Kapalný a pevný O₃ (ozón) mít hlubší barvu modrý.

Nedávno objevil allotrope kyslíku, tetraoxygen (O₄), je tmavě červená pevná látka to je vytvořeno tím, že nutí O₂ na zakázku 20 GPa. Jeho vlastnosti jsou studovány pro použití v raketových palivech a podobných aplikacích, zatímco to je mnohem silnější oxidizer než jeden O₂ nebo O₃.

Aplikace

Kapalný kyslík najde použití jako oxidizer v raketovém pohonu. Kyslík je nezbytný pro dýchání, tak supplementation kyslíku má najité použití v lékařství (jako terapie kyslíku). Lidi, kteří lezou na hory nebo letí v letadlech někdy mají doplňkové přívody kyslíku (zvětšit inspirovaný Oxygen parciální tlak bližší k tomu nalezený u mořské hladiny potřebuje zvětšit proporci jako procento vzduchu). Kyslík je používán ve svařování (takový jak baterka oxyacetylene), a ve výrobě z oceli a methanolu.

Dary kyslíku dva absorpční pás vycentrovaný ve vlnových délkách 687 a 760 nanometers. Někteří vědci chystali se používat měření příchodu záření od baldachýnů vegetace v těch skupinách kyslíku charakterizovat rostlinný zdravotní stav z satelitového pódia. Toto je protože v těch skupinách, to je možné diskriminovat odraznost vegetace od vegetace je světélkování, který je hodně slabší. Měření představuje několik technických obtíží kvůli nízkému signálu poměru hluku a náležitý k vegetace je architektura, ale to bylo navrhované jako možnost sledovat uhlíkový cyklus od satelitů na celosvětovém měřítku.

Kyslík, jako slabé pivo euforický, má minulost rekreačního použití, které sahá do moderní doby. Bary kyslíku mohou být viděny u účastníků tohoto dne. V 19. století, kyslík byl často míchán s nitrous kysličník podporovat analgesic účinek; stáj 50 % plynná směs (Entonox) je běžně používaný v lékařství dnes jako analgesic, a 30 % kyslík s 70 % Nitrous kysličník je obyčejný základní anaesthetic směsice.

Podle městské legendy, kyslík je pravděpodobně pumpován do kasin držet pohotovost hazardních hráčů a držet je hazard. [1]

Magnetické vlastnosti kapalného kyslíku

Kapalný kyslík zobrazuje některé obzvláště zajímavé jevy když vystavený k magnetickému poli. O₂ molekuly mají celkovou rotaci 1, a proto inklinovat ztotožnit se s aplikovaným magnetickým polem, tak zobrazovat paramagnetism. Nicméně, když v kapalné formě sousedící O₂ molekuly mají negativní výměnnou energii tak inklinovat ztotožnit se anti-souběžný s každým jiný. Následně kapalný kyslík se ukáže anti-chování ferromagnetic, a má magnetická citlivost mírně nižší než síla být očekáván.

Kapalný kyslík má charakteristickou modrou barvu v nulovém magnetickém poli. Nicméně, když vystavený k velkému magnetickému poli, to stane se průhledné. Toto tak volalo “pole-průhlednost” účinek nastane od té doby, co elektronický přechod, který dá svah modré barvě stane se zakázaný v rotaci polarizoval stát.

Když kaluž kapalného kyslíku je vystavena k dostatečně silné svislé magnetické pole, povrch bude sponaneously tvořit pravidelný vzor zvrásnění. Tvoření zvrásnění zvětší povrch uvolnit energii a gravitační energii kapaliny, ale redukuje celkovou magnetickou energii.

Vědecká historie

Kyslík byl nejprve objeven Michał Sędziwój, leštit alchymistu a filozofa v pozdní 16. století. Sędziwój převzal existenci kyslíku zahřívacím nitre (ledek). On myslel na plyn vydávaný jako “elixir života”.

Kyslík byl znovu objeven lékárníkem švédštiny Carl Wilhelm Scheele někdy dříve 1773, ale objev nebyl publikoval dokud ne po nezávislém objevu Josepha Priestleye 1. srpna 1774, kdo volal plyn dephlogisticated vzduch (viz teorie phlogiston). Priestley zveřejnil jeho objevy v 1775 a Scheele v 1777; následně Priestley je obvykle daný úvěr. To bylo jmenováno Antoine Laurent Lavoisier po publikaci Priestleye v 1775.

Výskyt

Kyslík je nejvíce obyčejná součást kůry země (46.6% hmotou), druhá nejvíce obyčejná součást Země jako celek (28.2% hmotou), a druhá nejvíce obyčejná součást zemské atmosféry (20.947% hlasitostí).

Viz též silikátové nerosty, nerosty kysličníku.

Směsi

Dioxygen, O₂, je plyn a sestává z 2 kyslíkových atomů. Kyslík je nejvíce obyčejně narazený v této podobě, zatímco to se smíří 21 % atmosféry.

Ozón, O₃, je plyn a sestává z 3 kyslíkových atomů

Kvůli jeho electronegativity, kyslík chemikálie forem spojí se s téměř všechny další prvky od této doby původ originální definice oxidace. Jediné elementy uniknout možnosti oxidace být nemnoho vzácných plynů. Nejslavnější těchto kysličníků je voda (H₂O). Jiný dobře známé příklady zahrnují sloučeniny uhlíku a kyslík, takový jako oxid uhličitý (CO₂), alkoholy (R-Oh), aldehydes, (R-Cho), a karboxylové kyseliny (R-COOH). Okysličení radikálové takový jak chlorates (Clo₃^?), perchlorates (Clo₄^?), chromates (CrO₄^2?), dvojchromany (Cr₂O₇^2?), permanganates (MnO₄^?), a dusičnany (ne₃^?) být silná okysličovadla v a sám. Mnoho kovů takový jako svazek železa s atomy kyslíku, žehlit (III) kysličník (Fe₂O₃). Ozón (O₃) je vytvořen elektrostatickým propuštěním v přítomnosti molekulárního kyslíku. Dvojitá kyslíková molekula (O₂)₂ je známý a se nalézá jako podružná součást kapalného kyslíku. Epoxides ethers ve kterém atom kyslíku je část kruhu tří atomů.

Jedna neočekávaná sloučenina kyslíku je dioxygen hexafluoroplatinate O₂⁺PtF₆^?. To bylo objeveno, když Neil Bartlett zkoumal vlastnosti PtF₆. On všiml si změny v barvě, když tato směs byla vystavena atmosferickému vzduchu. Bartlett vyvozoval, že xenon by měl také být okysličován PtF₆. Toto přivádělo jej k objevu xenon hexafluoroplatinate Xe⁺PtF₆^?.

Viz též sloučeniny kyslíku.

Izotopy

Kyslík má sedmnáct známých izotopů s atomovými hmotnostmi sahat od 12.03 u k 28.06 u. Tři být stabilní, ¹⁶O, ¹⁷O, a ¹⁸O, který ¹⁶O je nejhojnější (přes 99.7%). Radioizotopy všichni mají half-lives méně než tři minuty.

Atomová hmotnost 16 byl přidělen do kyslíku předchozí k definici sjednocené atomové jednotky hmotnosti umístěný na ¹²C. protože fyzici odkazovali se na ¹⁶O jediný, lékárny chvíle znamenaly přirozeně hojnou směs izotopů, toto vedlo k nepatrně odlišným atomovým váhovým měřítkům.

Opatření

Kyslík může být jedovatý u pozvednutých parciálních tlaků (tj. vysoké poměrné koncentrace). Toto je důležité v některých formách potápění, takový jak s rebreather.

Jisté deriváty kyslíku, takový jako ozón (O₃), kyslík tílka, peroxid vodíku, hydroxyl radikály a superoxide, být také velmi jedovatý. Tělo má rozvinuté mechanismy chránit před těmito toxickými sloučeninami. Například, přirozeně-nastávat glutathione může fungovat jako antioxidant, jak může bilirubin, který je normálně produkt zhroucení hemoglobin. Chránit před destruktivní povahou peroxides, téměř každý organismus na zemi vyvinul nějakou formu catalase enzymu, který velmi rychle disproportionates peroxid do vody a dioxygen.

Vysoce koncentrované zdroje kyslíku podporují rychlé spalování a proto jsou oheň a nebezpečí výbuchu v přítomnosti paliv. Oheň, který zabil Apollo 1 osádka na launchpad testu se rozšířila tak rychle, protože kapsle byla nucena s čistým kyslíkem jak by byl obvyklý ve skutečném letu, ale udržovat pozitivní tlak v kapsli, toto bylo u lehce více než atmosférický tlak místo toho 1/3 tlak, který by byl použit v letu. (Vidět parciální tlak.) podobná rizika také platí o sloučeninách kyslíku s vysoce oxidační potenciál, takový jako chlorates, perchlorates a dvojchromany; oni také mohou často chemikálie příčiny hoří.

Deriváty kyslíku jsou náchylné tvořit volné radikály, obzvláště v metabolických procesech. Protože oni mohou způsobit hroznou škodu na buňkách a jejich DNA, oni vytvoří části teorií carcinogenesis a stárnutí.