Кислород (O)
НеметаллГаз
Стандартная относительная атомная масса
15,999 u [15,99903, 15,99977]Электронная конфигурация
[He] 2s2 2p4Температура плавления
-218,79 °CТемпература кипения
-182,95 °CПлотность
1,429 kg/m³Степени окисления
−2, −1, 0, +1, +2Электроотрицательность (по Полингу)
3,44Энергия ионизации (1-я)
13,618055 eVГод открытия
1771Атомный радиус
60 pmПодробные сведения
Кислород — реакционноспособный неметалл и халькоген, который встречается главным образом в виде двухатомного газа O₂ и, реже, в виде озона O₃. Он необходим для аэробного дыхания и является основным компонентом воды, силикатных минералов, карбонатов и многих биологических молекул. Его высокая электроотрицательность и способность образовывать прочные связи делают химию окисления центральной для горения, коррозии, метаболизма и промышленной переработки.
Газ бесцветный, без запаха и вкуса. Жидкая и твёрдая формы имеют бледно-голубой цвет и обладают сильным парамагнетизмом.
Название происходит от греческих слов oxys — «кислый» и genes — «образующий», поскольку французский химик Антуан-Лоран Лавуазье когда-то считал, что кислород является неотъемлемой частью всех кислот.
Кислород был независимо открыт шведским аптекарем и химиком Карлом-Вильгельмом Шееле в 1771 году и английским священником и химиком Джозефом Пристли в 1774 году. Химический трактат Шееле о воздухе и огне был опубликован лишь в 1777 году, поэтому открытие приписывают Пристли, поскольку он опубликовал его раньше.
Кислород был получен несколькими химиками до его открытия в 1774 году, но они не распознали его как отдельный элемент. Джозеф Пристли и Карл Вильгельм Шееле независимо друг от друга открыли кислород, но обычно заслугу в открытии приписывают Пристли. Оба они смогли получить кислород нагреванием оксида ртути (HgO). Пристли называл газ, полученный в его экспериментах, «обесфлогистонированным воздухом», а Шееле — «огненным воздухом». Название кислород было введено Антуаном Лавуазье, который ошибочно полагал, что кислород необходим для образования всех кислот. Кислород — третий по распространённости элемент во Вселенной и составляет почти 21% атмосферы Земли. На кислород приходится почти половина массы земной коры, две трети массы человеческого тела и девять десятых массы воды. Большие количества кислорода могут быть выделены из сжиженного воздуха в процессе, известном как фракционная перегонка. Кислород также может быть получен путём электролиза воды или нагреванием хлората калия (KClO3).
От греческого слова oxys — кислый, и genes — образующий. Поведение кислорода и азота как компонентов воздуха привело к развитию теории флогистона горения, которая на протяжении века занимала умы химиков.
Обычно открытие приписывается Джозефу Пристли, хотя Шееле также независимо открыл его.
Его атомный вес использовался в качестве эталона для сравнения с каждым из других элементов до 1961 года, когда Международный союз теоретической и прикладной химии принял углерод-12 в качестве новой основы.
При обычных температуре и давлении чистый O₂ — бесцветный газ без запаха. Жидкий кислород бледно-голубой и обладает сильным парамагнетизмом. Твердый кислород также голубой при низкой температуре и имеет несколько фаз, зависящих от давления и температуры.
Элементарный O₂ используется в сталеплавильном производстве, рафинировании цветных металлов, сварке и резке, химическом окислении, очистке сточных вод, отбеливании целлюлозы, а также в медицинских и аварийных дыхательных системах. Жидкий кислород является важным окислителем в ракетной технике. Обогащённый кислород повышает эффективность горения в некоторых печах. Озон O₃ используется как сильный окислитель для очистки воды, контроля запахов и отдельных химических процессов, но его необходимо получать непосредственно в месте использования, поскольку он легко разлагается.
Кислород — высокореакционный элемент, способный соединяться с большинством других элементов. Он необходим большинству живых организмов и для большинства видов горения. Примеси в расплавленном чугуне выжигают струями кислорода под высоким давлением, чтобы получить сталь. Кислород также можно соединять с ацетиленом (C2H2) для получения чрезвычайно горячего пламени, используемого при сварке. Жидкий кислород в сочетании с жидким водородом дает превосходное ракетное топливо. Озон (O3) образует тонкий защитный слой вокруг Земли, который экранирует поверхность от ультрафиолетового излучения Солнца. Кислород также является компонентом сотен тысяч органических соединений.
Растения и животные зависят от кислорода для дыхания. Больницы часто назначают кислород пациентам с заболеваниями дыхательной системы.
Изотопы в науках о Земле и планетах
Молекулы, атомы и ионы стабильных изотопов кислорода обладают несколько различными физическими и химическими свойствами и обычно фракционируются в ходе физических, химических и биологических процессов, что приводит к изменениям в изотопных содержаниях и атомных массах. В природных земных материалах наблюдаются значительные вариации изотопных содержаний кислорода (Fig. IUPAC.8.1). Эти вариации полезны при исследовании происхождения веществ и изучении экологических, гидрологических и геологических процессов [13] M. W. Wieser, T. B. Coplen. Pure Appl Chem.83, 359 (2011)..
Основное применение стабильных изотопов кислорода связано с изотопной гидрологией. Хотя эволюция стабильного изотопного состава водорода и кислорода в осадках начинается с испарения воды из океанов, их локальная и глобальная связь возникает прежде всего из-за равновесного изотопного фракционирования более тяжёлых (2H и 18O) и более лёгких изотопов (1H и 16O) водорода и кислорода при конденсации, когда масса тропосферного водяного пара следует по траектории к более высоким широтам и над континентами [14] W. Dansgaard. Tellus16, 436 (1964)., [15] I. D. Clark, P. Fritz. Environmental Isotopes in Hydrogeology, p. 328, Lewis Publishers, New York (1997).. В результате изотопный состав и атомная масса кислорода в осадках, реках и водопроводной воде изменяются в зависимости от высоты, сезона и расстояния до границы океан–континент. На рис. 4.8.2 показано изменение стабильного изотопного состава кислорода в воде рек по территории США. Эти вариации изотопного состава кислорода в природных водах часто сочетают с изотопными составами водорода и используют для установления происхождения воды и изучения взаимодействия между подземными и поверхностными водами (например, озёрами, ручьями и реками) [16] C. Kendall, T. B. Coplen. Hydrol. Processes.15, 1363 (2011)..
Изотопы в судебной науке и антропологии
Измерения относительных содержаний 18O использовались для определения мест размножения многих видов перелётных певчих птиц. Эти виды певчих птиц отращивают перья только перед миграцией, и делают это в местах размножения или вблизи них. Поэтому изотопный состав перьев птицы коррелирует с изотопной характеристикой осадков в сезон роста [19] K. A. Hobson. Oecologia120, 314 (1999)., [20] K. A. Hobson, L. I. Wassenaar. Oecologia.109, 142 (1996)..
Измерения относительных содержаний 18O в образцах человеческих волос или ногтей, собранных на археологических объектах, использовались для определения географического региона, в котором жил человек, на основе изотопного состава кислорода в воде, которую он употреблял [Fig. IUPAC.8.3]. Это возможно, поскольку волосы сохраняют ежедневную запись изотопного состава кислорода в потребляемой воде, который коррелирует с локальной метеорной водой [92] D. M. O’Brien, M. J. Woller. Rapid Commun. Mass Spectrom.21, 2422 (2007)..
Изотопы в медицине
16O используется для получения радиоактивного 13N посредством реакции 16O (p, 4He) 13N для визуализации в позитронно-эмиссионной томографии (PET) и для изучения кровотока через сердце (миокардиальной перфузии) [94] International Atomic Energy Agency. Cyclotron Produced Radionuclides: Physical Characteristics and Production Methods, Technical Reports Series No. 468. International Atomic Energy Agency Vienna (2009)., [95] M. Sajjad, R. M. Lambrecht, A. P. Wolf. Radiochim. Acta39, 165 (1986)..
17O использовался в качестве трассера для изучения церебрального потребления кислорода [96] T. Arai, S. Nakao, K. Mori, K. Ishimori, I. Morishima, T. Miyazawa, B. Fritz-Zieroth. Rapid Commun. Mass Spectrom.169, 153 (1990).. Вариации стабильных изотопов кислорода и водорода используются в исследованиях энергозатрат у животных и человека. Испытуемому вводят дозу двойной меченой воды (воды, обогащённой одновременно 2H и 18O). Измерения скоростей выведения 2H и 18O у испытуемого во времени посредством регулярного отбора проб воды организма (путём отбора слюны, мочи или крови) дают информацию об энергозатратах, поскольку изотопный состав водорода в воде организма определяется главным образом потерей воды (в основном мочеиспусканием), тогда как изотопный состав кислорода определяется как дыханием, так и потерей воды [97] J. R. Speakman. Theory and Practice, Doubly Labelled Water. Springer Scientific, London (1997)..
Кислород обычно имеет степень окисления −2 в оксидах и силикатах, −1 в пероксидах, таких как перекись водорода H₂O₂, и −1/2 в супероксидах, таких как супероксид калия KO₂. В воде H₂O он образует протяженные системы, связанные водородными связями. Кислород также образует диоксид углерода CO₂, диоксид серы SO₂, нитраты, фосфаты, карбонаты и многие органические функциональные группы. Положительные степени окисления возникают только в соединениях с более электроотрицательным фтором, как в дифториде кислорода OF₂.
Ozone (O3), a highly active compound, is formed by the action of an electrical discharge or ultraviolet light on oxygen.
Ozone's presence in the atmosphere (amounting to the equivalent of a layer 3 mm thick under ordinary pressures and temperatures) helps prevent harmful ultraviolet rays of the sun from reaching the earth's surface. Pollutants in the atmosphere may have a detrimental effect on this ozone layer. Ozone is toxic and exposure should not exceed 0.2 mg/m# (8-hour time-weighted average - 40-hour work week). Undiluted ozone has a bluish color. Liquid ozone is bluish black and solid ozone is violet-black.
Oxygen, which is very reactive, is a component of hundreds of thousands of organic compounds and combines with most elements.
See more information at the Oxygen compound page.
O₂ не является горючим, но обогащение кислородом значительно увеличивает скорость и тяжесть пожаров и может вызывать бурное воспламенение материалов, которые обычно горят медленно. Жидкий кислород может вызывать тяжелые холодовые ожоги и делать пористые материалы опасно обогащенными кислородом. Озон O₃ токсичен при вдыхании и раздражает дыхательные пути. Высокие парциальные давления кислорода могут быть вредны, особенно в условиях дайвинга, гипербарической и интенсивной терапии.
Кислород циркулирует через фотосинтез, дыхание, выветривание, горение и обмен между атмосферой и океанами. Большая часть атмосферного O₂ поддерживается кислородным фотосинтезом, тогда как значительная часть кислородного запаса Земли связана в горных породах в виде оксидов, силикатов и карбонатов. Растворённый кислород определяет пригодность вод для жизни многих организмов и уменьшается вследствие разложения органического вещества и некоторых видов загрязнения.
Промышленный кислород в основном производят криогенной фракционной перегонкой воздуха, когда требуются большие объёмы и высокая чистота. Системы адсорбции при переменном давлении и мембранные системы обеспечивают меньшие потребности или потребности на месте при более низкой чистоте. Спрос связан с металлургией, химической промышленностью, нефтепереработкой, здравоохранением, водоочисткой и аэрокосмической отраслью. Поскольку сырьём служит воздух, стоимость определяется главным образом энергозатратами, масштабом установки, чистотой, транспортировкой и хранением, а не геологической редкостью. Сам кислород как товар не подвергается рециркуляции, хотя эффективное проектирование процессов снижает потребление.
Кислород является третьим по распространенности элементом на Солнце и играет роль в углеродно-азотном цикле — процессе, который когда-то считался источником энергии Солнца и звезд. Возбужденный кислород обусловливает яркие красные и желто-зеленые цвета северного сияния.
Будучи газообразным элементом, кислород составляет 21% атмосферы по объему и получают его путем сжижения и фракционной перегонки. Атмосфера Марса содержит около 0,15% кислорода. Этот элемент и его соединения составляют 49,2% земной коры по массе. Около двух третей человеческого тела и девять десятых воды — это кислород.
В лаборатории его можно получить электролизом воды или нагреванием хлората калия в присутствии диоксида марганца в качестве катализатора.
Кислород — один из самых распространённых элементов во Вселенной; он образуется главным образом при горении гелия и углерода в массивных звёздах, а затем рассеивается звёздными ветрами и сверхновыми. Он широко распространён в планетах, пыли, льдах и каменистых минералах. В Солнечной системе он является важным компонентом водяного льда, силикатных горных пород, углекислого газа в виде льда или газа и многих оксидов металлов.
- Жидкий кислород притягивается магнитом настолько сильно, что его можно визуально удерживать между полюсами магнита.
- Озон в стратосфере поглощает значительную часть биологически вредного ультрафиолетового излучения.
- Большая часть атомов кислорода на Земле находится в минералах, а не в атмосфере.
- Название «кислород» первоначально отражало ошибочное представление о том, что он необходим для образования всех кислот.
- Синглетный кислород — это электронно возбужденная форма, важная в фотохимии и при некоторых биологических повреждениях.
- Гемоглобин обратимо связывает O₂ через железные центры, а не путём полного окисления железа.
Изображения
Свойства
Физические свойства
- Атомный радиус (эмпирический)
- 60 pm Сравнить Атомный радиус (эмпирический) у всех элементов →
- Ковалентный радиус
- 66 pm Сравнить Ковалентный радиус у всех элементов →
- Ван-дер-ваальсов радиус
- 152 pm Сравнить Ван-дер-ваальсов радиус у всех элементов →
- Плотность
- 1,429 kg/m³ Сравнить Плотность у всех элементов →
- Молярный объём
- 0,014 L/mol
- Фаза при стандартных температуре и давлении
- Газ Сравнить Фаза при стандартных температуре и давлении у всех элементов →
- Температура плавления
- -218,79 °C Сравнить Температура плавления у всех элементов →
- Температура кипения
- -182,95 °C Сравнить Температура кипения у всех элементов →
- Теплопроводность
- 0,027 Вт/(м·К) Сравнить Теплопроводность у всех элементов →
- Удельная теплоёмкость
- 0,918 Дж/(г·К) Сравнить Удельная теплоёмкость у всех элементов →
- Молярная теплоёмкость
- 29,378 Дж/(моль·К) Сравнить Молярная теплоёмкость у всех элементов →
- Кристаллическая структура
- Кубическая Сравнить Кристаллическая структура у всех элементов →
Химические свойства
- Электроотрицательность (по Полингу)
- 3,44 Сравнить Электроотрицательность (по Полингу) у всех элементов →
- Электроотрицательность (по Аллену)
- 3,61
- Сродство к электрону
- 1,4611 eV
- Энергия ионизации (1-я)
- 13,618055 eV Сравнить Энергия ионизации (1-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (2-я)
- 35,121241 eV Сравнить Энергия ионизации (2-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (3-я)
- 54,935729 eV Сравнить Энергия ионизации (3-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (4-я)
- 77,413766 eV Сравнить Энергия ионизации (4-я) у всех элементов →
- Энергия ионизации (5-я)
- 113,899392 eV Сравнить Энергия ионизации (5-я) у всех элементов →
- Степени окисления
- −2, −1, 0, +1, +2 Сравнить Степени окисления у всех элементов →
- Валентные электроны
- 6 Сравнить Валентные электроны у всех элементов →
- Электронная конфигурация
- [He] 2s2 2p4
Термодинамические свойства
- Тройная точка (температура)
- -218,7916 °C
- Тройная точка (давление)
- 146,3 Pa
- Критическая точка (температура)
- -118,569 °C
- Критическая точка (давление)
- 5,043e+6 Pa
- Теплота плавления
- 0,00460175 eV Сравнить Теплота плавления у всех элементов →
- Теплота испарения
- 0,07068456 eV Сравнить Теплота испарения у всех элементов →
- Теплота атомизации
- 2,582474 eV
- Энтальпия атомизации
- 2,583085 eV
Ядерные свойства
- Протоны
- 8 Сравнить Протоны у всех элементов →
- Нейтроны
- 8 Сравнить Нейтроны у всех элементов →
- Известные изотопы
- 18 Сравнить Известные изотопы у всех элементов →
- Стабильные изотопы
- 3 Сравнить Стабильные изотопы у всех элементов →
- Наиболее стабильный изотоп
- O-16
- Год открытия
- 1771
Распространённость
- Содержание в земной коре
- 4,61e+5 мг/кг Сравнить Содержание в земной коре у всех элементов →
- Содержание в океане
- 8,57 × 105 мг/л Сравнить Содержание в океане у всех элементов →
Кристаллическая структура
- Параметр решётки a
- 683 pm
Электронная структура
- Электроны по оболочкам
- 2, 6 Сравнить Электроны по оболочкам у всех элементов →
Идентификаторы
- Номер CAS
- 7782-44-7 Сравнить Номер CAS у всех элементов →
- Символ терма
- 3P2
- InChI
- InChI=1S/O
- Ключ InChI
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N
Электронная конфигурация Измеренные
O: 2s² 2p⁴[He] 2s² 2p⁴1s² 2s² 2p⁴Модель атома
Изотопы различаются числом нейтронов, массой и стабильностью, но не электронной конфигурацией нейтрального атома.
Схематическая модель атома, без соблюдения масштаба.
Атомный отпечаток
Спектр излучения / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 16 Стабильный | 15,99491461957 ± 0,00000000017 | 99,7570% | Стабильный |
| 17 Стабильный | 16,9991317565 ± 0,00000000069 | 0,0380% | Стабильный |
| 18 Стабильный | 17,99915961286 ± 0,00000000076 | 0,2050% | Стабильный |
Фаза / агрегатное состояние
Причина: на 207,9 °C выше температуры кипения (-182,95 °C)
Схематично, без соблюдения масштаба
Температуры фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия, необходимая для плавления 1 моль вещества при температуре плавления
Энергия, необходимая для испарения 1 моль вещества при температуре кипения
Плотность
При стандартных условиях
Оценка по уравнению идеального газа при текущей T
Расширенные данные
Атомные спектры
Данные о спектральных линиях ?
| Ион | Заряд | Всего линий | Вероятности переходов | Обозначения уровней |
|---|---|---|---|---|
| O I | 0 | 910 | 854 | 907 |
| O II | +1 | 1630 | 876 | 1630 |
| O III | +2 | 1005 | 974 | 974 |
| O IV | +3 | 1525 | 1521 | 1523 |
| O V | +4 | 391 | 385 | 385 |
| O VI | +5 | 157 | 126 | 157 |
| O VII | +6 | 189 | 188 | 189 |
| O VIII | +7 | 137 | 137 | 137 |
Данные об энергетических уровнях ?
| Ион | Заряд | Уровни |
|---|---|---|
| O I | 0 | 614 |
| O II | +1 | 287 |
| O III | +2 | 188 |
| O IV | +3 | 219 |
| O V | +4 | 172 |
| O VI | +5 | 148 |
| O VII | +6 | 149 |
| O VIII | +7 | 149 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| -2 | 2 | Нет данных | 135 пм |
| -2 | 3 | Нет данных | 136 пм |
| -2 | 4 | Нет данных | 138 пм |
| -2 | 6 | Нет данных | 140 пм |
| -2 | 8 | Нет данных | 142 пм |
Соединения
Изотопы (3)
Oxygen has nine isotopes. Natural oxygen is a mixture of three isotopes.
| Массовое число | Атомная масса (а. е. м.) | Содержание в природе | Период полураспада | Тип распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 16 Стабильный | 15,99491461957 ± 0,00000000017 | 99,7570% ± 0,0160% | Стабильный | stable | |
| 17 Стабильный | 16,9991317565 ± 0,00000000069 | 0,0380% ± 0,0010% | Стабильный | stable | |
| 18 Стабильный | 17,99915961286 ± 0,00000000076 | 0,2050% ± 0,0140% | Стабильный | stable |
Спектральные линии
Показано 50 из 1013. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.
| Длина волны (нм) | Интенсивность | Степень ионизации | Тип | Переход | Точность | Источник | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 615.8187 нм | 490 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).4d 5D* | Измеренная | NIST | |
| 615.6778 нм | 450 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).4d 5D* | Измеренная | NIST | |
| 700.223 нм | 450 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(4S*).4d 3D* | Измеренная | NIST | |
| 725.4448 нм | 450 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(4S*).5s 3S* | Измеренная | NIST | |
| 615.5971 нм | 400 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).4d 5D* | Измеренная | NIST | |
| 645.5977 нм | 400 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).5s 5S* | Измеренная | NIST | |
| 725.4154 нм | 400 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(4S*).5s 3S* | Измеренная | NIST | |
| 645.4444 нм | 360 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).5s 5S* | Измеренная | NIST | |
| 700.1922 нм | 360 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(4S*).4d 3D* | Измеренная | NIST | |
| 645.3602 нм | 320 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).5s 5S* | Измеренная | NIST | |
| 725.4531 нм | 320 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(4S*).5s 3S* | Измеренная | NIST | |
| 715.6701 нм | 210 | O I | emission | 2s2.2p3.(2D*).3s 1D* → 2s2.2p3.(2D*).3p 1D | Измеренная | NIST | |
| 396.1573 нм | 200 | O III | emission | 2s2.2p.(2P*).3p 1D → 2s2.2p.(2P*).3d 1F* | Измеренная | NIST | |
| 533.0741 нм | 190 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).5d 5D* | Измеренная | NIST | |
| 604.6438 нм | 190 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(4S*).6s 3S* | Измеренная | NIST | |
| 394.72949 нм | 185 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3s 5S* → 2s2.2p3.(4S*).4p 5P | Измеренная | NIST | |
| 394.74813 нм | 160 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3s 5S* → 2s2.2p3.(4S*).4p 5P | Измеренная | NIST | |
| 532.9681 нм | 160 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).5d 5D* | Измеренная | NIST | |
| 604.6233 нм | 160 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(4S*).6s 3S* | Измеренная | NIST | |
| 394.75862 нм | 140 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3s 5S* → 2s2.2p3.(4S*).4p 5P | Измеренная | NIST | |
| 543.6862 нм | 135 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).6s 5S* | Измеренная | NIST | |
| 559.789 нм | 130 | O V | emission | 1s2.2s.3p 3P* → 1s2.2s.3d 3D | Измеренная | NIST | |
| 650.024 нм | 130 | O V | emission | 1s2.2p.(2P*<3/2>).3p 3D → 1s2.2p.(2P*<3/2>).3d 3F* | Измеренная | NIST | |
| 382.34136 нм | 120 | O I | emission | 2s2.2p3.(2D*).3s 3D* → 2s2.2p3.(2P*).3p 3D | Измеренная | NIST | |
| 557.7339 нм | 120 | O I | emission | 2s2.2p4 1D → 2s2.2p4 1S | Измеренная | NIST | |
| 543.5775 нм | 110 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).6s 5S* | Измеренная | NIST | |
| 559.2252 нм | 110 | O III | emission | 2s2.2p.(2P*).3s 1P* → 2s2.2p.(2P*).3p 1P | Измеренная | NIST | |
| 604.6495 нм | 110 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(4S*).6s 3S* | Измеренная | NIST | |
| 395.46067 нм | 100 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 3P → 2s2.2p3.(2P*).3s 3P* | Измеренная | NIST | |
| 412.396 нм | 100 | O V | emission | 1s2.2p.(2P*<3/2>).3s 3P* → 1s2.2p.(2P*<3/2>).3p 3D | Измеренная | NIST | |
| 436.8258 нм | 100 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3s 3S* → 2s2.2p3.(4S*).4p 3P | Измеренная | NIST | |
| 543.5178 нм | 90 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).3p 5P → 2s2.2p3.(4S*).6s 5S* | Измеренная | NIST | |
| 423.3274 нм | 80 | O I | emission | 2s2.2p3.(4S*).4p 3P → 2s2.2p3.(2D*<3/2>).3d 3P* | Измеренная | NIST | |
| 441.4899 нм | 27 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 2P → 2s2.2p2.(3P).3p 2D* | Измеренная | NIST | |
| 672.1388 нм | 26 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 2P → 2s2.2p2.(3P).3p 2S* | Измеренная | NIST | |
| 441.6975 нм | 25 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 2P → 2s2.2p2.(3P).3p 2D* | Измеренная | NIST | |
| 397.3256 нм | 24 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 2P → 2s2.2p2.(3P).3p 2P* | Измеренная | NIST | |
| 407.58617 нм | 24 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3p 4D* → 2s2.2p2.(3P).3d 4F | Измеренная | NIST | |
| 464.91347 нм | 24 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 4P → 2s2.2p2.(3P).3p 4D* | Измеренная | NIST | |
| 664.1031 нм | 24 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 2P → 2s2.2p2.(3P).3p 2S* | Измеренная | NIST | |
| 407.21525 нм | 23 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3p 4D* → 2s2.2p2.(3P).3d 4F | Измеренная | NIST | |
| 434.9426 нм | 23 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 4P → 2s2.2p2.(3P).3p 4P* | Измеренная | NIST | |
| 411.92165 нм | 22 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3p 4P* → 2s2.2p2.(3P).3d 4D | Измеренная | NIST | |
| 459.0974 нм | 22 | O II | emission | 2s2.2p2.(1D).3s 2D → 2s2.2p2.(1D).3p 2F* | Измеренная | NIST | |
| 464.18103 нм | 22 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 4P → 2s2.2p2.(3P).3p 4D* | Измеренная | NIST | |
| 689.5102 нм | 22 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3d 4F → 2s2.2p2.(3P).4p 4D* | Измеренная | NIST | |
| 406.98819 нм | 21 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3p 4D* → 2s2.2p2.(3P).3d 4F | Измеренная | NIST | |
| 435.126 нм | 21 | O II | emission | 2s2.2p2.(1D).3s 2D → 2s2.2p2.(1D).3p 2D* | Измеренная | NIST | |
| 466.16324 нм | 21 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3s 4P → 2s2.2p2.(3P).3p 4D* | Измеренная | NIST | |
| 470.5346 нм | 21 | O II | emission | 2s2.2p2.(3P).3p 2D* → 2s2.2p2.(3P).3d 2F | Измеренная | NIST |
Расширенные данные о свойствах
Ковалентные радиусы (расширенные данные)
- Ковалентный радиус (по Пююккё)
- 63 pm
- Ковалентный радиус (по Пююккё, двойная связь)
- 57 pm
- Ковалентный радиус (по Пююккё, тройная связь)
- 53 pm
- Ковалентный радиус (по Брэггу)
- 65 pm
Ван-дер-ваальсовы радиусы
- Bondi
- 152 pm
- Batsanov
- 155 pm
- Alvarez
- 150 pm
- UFF
- 350 pm
- MM3
- 182 pm
- Dreiding
- 340,46 pm
- Rowland–Taylor
- 158 pm
Атомные и металлические радиусы
- Атомный радиус (по Раму)
- 171 pm
Шкалы нумерации
- Mendeleev
- 99
- Pettifor
- 101
- Glawe
- 97
Шкалы электроотрицательности
- Ghosh
- 0
- Gunnarsson–Lundqvist
- 8
- Robles–Bartolotti
- 6
Поляризуемость и дисперсия
- Дипольная поляризуемость
- 5,3 a.u.
- Дипольная поляризуемость (неопределённость)
- 0,2 a.u.
- C₆
- 15,6 Ha·Bohr6
- C₆ (Gould–Bučko)
- 16,7 Ha·Bohr6
Химическое сродство
- Сродство к протону
- 485,2 kJ/mol
- Газофазная основность
- 459,6 kJ/mol
Фазовые переходы и аллотропные модификации
| Температура плавления | 54,36 K |
| Температура кипения | 90,19 K |
| Критическая точка (температура) | 154,58 K |
| Критическая точка (давление) | 5,04 MPa |
| Тройная точка (температура) | 54,36 K |
| Тройная точка (давление) | 0,15 kPa |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (3)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 0,3421 |
| 2 | p | 3,5468 |
| 2 | s | 3,5084 |
Подробные данные о кристаллических радиусах (5)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Происхождение |
|---|---|---|---|---|
| -2 | II | 121 | ||
| -2 | III | 122 | ||
| -2 | IV | 124 | ||
| -2 | VI | 126 | ||
| -2 | VIII | 128 |
Типы распада изотопов (22)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 11 | 2p | 100% |
| 12 | 2p | 100% |
| 13 | B+ | 100% |
| 13 | B+p | 10,9% |
| 14 | B+ | 100% |
| 15 | B+ | 100% |
| 19 | B- | 100% |
| 20 | B- | 100% |
| 21 | B- | 100% |
| 21 | B-n | — |
Факторы рассеяния рентгеновского излучения (502)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 0,70328 |
| 10,1617 | — | 0,70723 |
| 10,3261 | — | 0,70738 |
| 10,4931 | — | 0,70753 |
| 10,6628 | — | 0,70768 |
| 10,8353 | — | 0,70783 |
| 11,0106 | — | 0,70798 |
| 11,1886 | — | 0,70813 |
| 11,3696 | — | 0,70828 |
| 11,5535 | — | 0,70843 |
Дополнительные данные
Оценочная распространённость в земной коре
The estimated element abundance in the earth's crust.
Оценочная распространённость в земной коре
4.61×105 milligrams per kilogram
Источники (1)
Оценочная распространённость в океане
The estimated element abundance in the earth's oceans.
Оценочная распространённость в океане
8.57×105 milligrams per liter
Источники (1)
Источники
Sources of this element.
Oxygen is the third most abundant element found in the sun, and it plays a part in the carbon-nitrogen cycle, the process once thought to give the sun and stars their energy. Oxygen under excited conditions is responsible for the bright red and yellow-green colors of the Aurora Borealis.
A gaseous element, oxygen forms 21% of the atmosphere by volume and is obtained by liquefaction and fractional distillation. The atmosphere of Mars contains about 0.15% oxygen. The element and its compounds make up 49.2%, by weight, of the earth's crust. About two thirds of the human body and nine tenths of water is oxygen.
In the laboratory it can be prepared by the electrolysis of water or by heating potassium chlorate with manganese dioxide as a catalyst.
Источники (1)
- [6] Oxygen https://periodic.lanl.gov/8.shtml
Изотопы в криминалистике и антропологии
Information on the use of this element's isotopes in forensic science and anthropology.
Measurements of relative 18O abundances have been used to determine the breeding grounds of many species of migrant songbirds. These species of songbirds only grow their feathers before migration, and they grow them on or close to their breeding grounds. Therefore, the isotopic composition of a bird’s feathers correlates to the isotopic signature of the growing season’s precipitation [19] K. A. Hobson. Oecologia120, 314 (1999)., [20] K. A. Hobson, L. I. Wassenaar. Oecologia.109, 142 (1996)..
Measurements of relative 18O abundances of human hair or nail samples collected at archeological sites have been used to determine the geographic region in which a subject lived based on the oxygen isotopic composition of the water they drank (Fig. IUPAC.8.3). This is possible because hair stores a daily record of oxygen isotopic composition of intake water, which correlates to local meteoric water [92] D. M. O’Brien, M. J. Woller. Rapid Commun. Mass Spectrom.21, 2422 (2007)..
Источники (7)
- [14] W. Dansgaard. Tellus16, 436 (1964).
- [15] I. D. Clark, P. Fritz. Environmental Isotopes in Hydrogeology, p. 328, Lewis Publishers, New York (1997).
- [19] K. A. Hobson. Oecologia120, 314 (1999).
- [20] K. A. Hobson, L. I. Wassenaar. Oecologia.109, 142 (1996).
- [92] D. M. O’Brien, M. J. Woller. Rapid Commun. Mass Spectrom.21, 2422 (2007).
- [93] I. Fraser, W. Meier-Augenstein, R. M. Kalin. Rapid Commun. Mass Spectrom.20, 1109 (2006).
- [4] IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI) https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Oxygen.
The element property data was retrieved from publications.