原子序数 8 · 非金属
氧 O
别名: Oxygen
氧是维持地球上大多数生命运转的元素:动物和植物都靠它从食物中释放能量,它约占空气的21%。按质量计算,氧也是地壳中含量最丰富的元素,存在于水、硅酸盐岩石和无数矿物之中。
主要性质
| 原子序数 | 8 |
|---|---|
| 原子量 | 15.999 (CIAAW 2024 简化标准原子量) |
| 分类 | 非金属 |
| 族 | 16 |
| 周期 | 2 |
| 区 | p |
| 物态(25 °C,1 atm) | 气态 |
| 熔点 | 54.36 K (-218.8 °C) |
| 沸点 | 90.2 K (-182.9 °C) |
| 密度 | 0.001429 g/cm³ |
| 电负性(鲍林标度) | 3.44 |
| 原子半径(范德华半径) | 152 pm |
| 第一电离能 | 13.618 eV |
| 电子亲和能 | 1.461 eV |
| 氧化态 | -2 |
| 发现 | 1774 |
电子排布
- 简写
- [He]2s2 2p4
- 完整
- 1s2 2s2 2p4
- 各电子层电子数
- 2 · 6
轨道表示式
在周期表中的位置
发现历史
氧有两位发现者,还有一场著名的命名之争。瑞典药剂师 卡尔·威廉·舍勒 在1771—1772年前后通过加热氧化汞、硝酸钾等物质制得这种气体,称之为“火空气”,但描述这项工作的著作直到1777年才出版。
与此同时,1774年8月1日,英国牧师兼化学家 约瑟夫·普里斯特利 用透镜把阳光聚焦在氧化汞上,收集到一种气体:蜡烛在其中燃烧得格外明亮,老鼠在其中也比在普通空气中活得更久。他率先发表了结果,但把这种气体解释为“脱燃素空气”。
真正理解这种气体本质的是 安托万·拉瓦锡。他通过精确称量证明,燃烧和生锈都是物质与空气中这种成分结合的过程,从而推翻了燃素说,并于1777年将其命名为oxygène。
名称由来
拉瓦锡用希腊语 oxys(尖锐、酸)和 -genes(生成)构成了这个名字,因为他误以为氧是一切酸的必要成分。这一误解后来得到纠正,但名字沿用了下来。元素符号为 O。中文“氧”取“养”字的读音,寓意这种气体能“养”育生命。
主要用途
- 炼钢:向熔融的铁水中吹入纯氧以烧掉多余的碳,这是氧最大的工业用途。
- 医疗:氧疗帮助呼吸困难的患者,氧气也用于麻醉。
- 切割与焊接:氧乙炔焰的温度可超过3,000 °C。
- 化工与水处理:氧和臭氧用于生产化学品、处理废水以及给饮用水消毒。
- 火箭:液氧是许多运载火箭的氧化剂。
同位素
氧有三种稳定同位素:氧-16(约99.76%)、氧-17 和 氧-18。含氧-18的水略难蒸发,因此冰芯、贝壳和沉积物中氧-18与氧-16的比值可以作为过去气温的记录。富集氧-18的水是制备PET扫描用氟-18的原料。放射性的 氧-15 半衰期约2分钟,本身也用于PET血流研究。
日常生活中
氧约占人体质量的65%,大部分存在于水中。在高层大气中,氧形成臭氧,吸收有害的紫外线。长时间吸入纯氧会损伤肺部,而在富氧环境中,物质燃烧得更加猛烈,因此在家中使用氧气的人必须远离明火。
小知识
- 液氧呈淡蓝色,并且会被磁铁吸引。
- 约24亿年前的“大氧化事件”中,进行光合作用的微生物产生的游离氧在地球大气中积累起来。
- 氧几乎占地壳质量的一半。
同族元素 (16)
数据来源 · 性质:PubChem Periodic Table(美国 NIH/NLM 公开数据)· 原子量:CIAAW 2024 简化标准原子量 · 名称:Wikidata(CC0),韩文名称遵循大韩化学会。获取日期 2026-09-23。