Природный кислород состоит из смеси трех стабильных нуклидов с массовыми числами 16 (доминирует в смеси, его в ней 99,759 % по массе), 17 (0,037%) и 18 (0,204%). Радиус нейтрального атома кислорода 0,066 нм. Конфигурация внешнего электронного слоя нейтрального невозбужденного атома кислорода 2s2р4. Энергии последовательной ионизации атома кислорода 13,61819 и 35,118 эВ, сродство к электрону 1,467 эВ. Радиус иона О2– при разных координационных числах от 0,121 нм (координационное число 2) до 0,128 нм (координационное число 8). В соединениях проявляет степень окисления –2 (валентность II) и, реже, –1 (валентность I). По шкале Полинга электроотрицательность кислорода 3,5 (второе место среди неметаллов после фтора).
В свободном виде кислород — газ без цвета, запаха и вкуса.
Особенности строения молекулы О2: атмосферный кислород состоит из двухатомных молекул. Межатомное расстояние в молекуле О2 0,12074 нм. Молекулярный кислород (газообразный и жидкий) — парамагнитное вещество, в каждой молекуле О2 имеется по 2 неспаренных электрона. Этот факт можно объяснить тем, что в молекуле на каждой из двух разрыхляющих орбиталей находится по одному неспаренному электрону.
Энергия диссоциации молекулы О2 на атомы довольно высока и составляет 493,57 кДж/моль.
| Символ элемента | Кислород (O) |
|---|---|
| Атомный номер | 8 |
| Атомная масса | примерно 15,999 г/моль |
| Группа | 16 (кислородсодержащие) |
| Период | 2 |
| Электронная конфигурация | 1s² 2s² 2p⁴ |
| Окраска | Газ, без цвета, без запаха |
| Плотность при 0°C и 1 атмосфере | 1,429 г/л |
| Температура плавления | -218,79°C |
| Температура кипения | -182,96°C |
| Основные химические свойства | Окислительная активность, необходим для сжигания и поддержания жизни |
История обнаружения кислорода:
- Кислород был открыт английским клерком и натуралистом Джозефом Пристли (Joseph Priestley) в 1774 году. Он получил кислород путем нагревания красной ртути оксидом ртути и обнаружил, что этот газ поддерживает горение и способствует дыханию. Пристли назвал этот газ «флогистическим воздухом».
- Независимо от Пристли, французский химик Антуан Лавуазье (Antoine Lavoisier) также исследовал кислород и дал ему имя «кислород», что означает «образователь кислоты» в переводе с греческого языка. Лавуазье правильно определил роль кислорода в сгорании и объяснил его химическую природу.
Кислород является критически важным элементом для жизни на Земле. Он не только поддерживает горение, но и необходим для дыхания живых организмов, включая человека. Кислород также широко используется в промышленности и медицине.