2018年5月16日,大阪产业大学、日本国立天文台及名古屋大学等组成的团队宣布,使用南美智利的ALMA射电望远镜发现距地球132.8亿光年的狮子座方向银河中存在氧。 [4] 元素分布 氧元素占整个地壳质量的48.6%,是地壳中含量最多的元素,它在地壳中基本上是以氧化合物的形式存在的。每一千克的海水中溶解有2.8毫克的氧气,而海水中的氧元素差不多达到了89%。就整个地球而言,氧的质量分数为15.2%。无论是人、动物还是植物,他们的细胞都有类似的组成,其中氧元素占到65%的质量。 [3] 在空气中,氧的体积占20.9%。 理化性质 物理性质 基本信息氧(Oxygen)是一种化学元素,其原子序数为8,相对原子质量为15.9994,氧原子半径是0.074nm。。由符号“O”表示。在元素周期表中,氧是氧族元素的一员,它也是一个高反应性的第2周期非金属元素,很容易与几乎所有其它元素形成化合物(主要为氧化物)。在标准状况下,两个氧原子结合形成氧气,是一种无色无臭无味的双原子气体,化学式为O2。如果按质量计算,氧在宇宙中的含量仅次于氢和氦,在地壳中,氧则是含量最丰富的元素。氧元素占了水质量的89%,氧气占了空气体积的20.9%。 [3] 同位素氧的同位素已知的有十七种,包括氧-12至氧-28,其中氧-16、氧-17和氧-18三种属于稳定型,其他已知的同位素都带有放射性,其半衰期全部均少于三分钟。利用医用回旋加速器产生的质子,轰击重氧水之中的氧-18,通过(p,n)核反应,从而获得可以发射正电子的放射性同位素氟-18离子,用于合成正电子发射计算机断层扫描检查所需的示踪剂氟代脱氧葡萄糖。 [3] 符号质子中子质量(u)半衰期原子核自旋相对丰度相对丰度变化量12O8412.034405(20)580(30)E-24 s [0.40(25) MeV]0+13O8513.024812(10)8.58(5) ms(3/2-)14O8614.00859625(12)70.598(18) s0+15O8715.0030656(5)122.24(16) s1/2-16O8815.9949146 1956(16)稳定0+0.99757(16)0.99738-0.9977617O8916.99913170(12)稳定5/2+0.00038(1)0.00037-0.0004018O81017.9991610(7)稳定0+0.00205(14)0.00188-0.0022219O81119.003580(3)26.464(9) s5/2+20O81220.0040767(12)13.51(5) s0+21O81321.008656(13)3.42(10) s(1/2,3/2,5/2)+22O81422.00997(6)2.25(15) s0+23O81523.01569(13)82(37) ms1/2+#24O81624.02047(25)65(5) ms0+25O81725.02946(28)#<50 ns(3/2+)#26O81826.03834(28)#<40 ns0+27O81927.04826(54)#<260 ns3/2+#28O82028.05781(64)#<100 ns0+备注:画上#号的数据代表没有经过实验的证明,只是理论推测而已,而用括号括起来的代表数据不确定性。 化学性质 氧的非金属性和电负性仅次于氟,除了氦、氖、氩、氪,所有元素都能与氧起反应。一般而言,绝大多数非金属氧化物的水溶液呈酸性,而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外,大多数有机化合物,可在氧气中燃烧生成二氧化碳与水蒸气,如酒精,甲烷。部分有机物不可燃,但也能和氧气等氧化剂发生氧化反应。 [3] 氧的化合价:氧的化合价很特殊一般为-2价和0价。而氧在过氧化物中通常为-1价。在超氧化物中为-1/2,臭氧化物中氧为-1/3,这里的化合价被称为表观化合价,就是表面上看出来的化合价没有实际的含义,超氧化物中氧的化合价只能说是超氧根离子,不能单独的看每个原子,因为电子是量子化的,即不连续的,不存在1/2个电子,自然化合价也就没有0.5的说法,臭氧化物也一样,在过氧根中相当于是有两个电子组成了电子对,所以这两个电子不表现出化合价,所以过氧根离子整体呈-2价。而氧的正价很少出现,只有在和氟的化合物二氟化氧,二氟化二氧和氟铂酸氧(O₂PtF₆)中显示+2价和+1价以及+0.5价,在中学化学中只要记住氧没有最高正价。 [3] 实验证明,除黄金外的所有金属都能和氧发生反应生成金属氧化物,比如铂在高温下在纯氧中被氧化生成二氧化铂,黄金一般认为不能和氧发生反应,但是有三氧化二金和氢氧化金等化合物,其中金为+3价;氧气不能和氯,溴,碘发生反应,但是臭氧可以氧化它们。 [3] 在元素周期表中属于ⅥA族元素,化合价一般为0和-2。大多数元素在含氧的气氛中加热时可生成氧化物。有许多元素可形成一种以上的氧化物。氧分子在低温下可形成水合晶体O₂·H₂O和O₂·H₂O₂,后者较不稳定。氧气在水中的溶解度是4.89毫升/100毫升水(0℃),是水中生命体的基础。氧在地壳中丰度占第一位。干燥空气中含有20.946%体积的氧;水有88.81%重量的氧组成。除了O16外,还有O17和O18等同位素。 [3] 常见氧化态有-Ⅰ,-Ⅱ,0。共价半径66pm,第一电离势1314kJ/mol,电负性3.44。与金属的反应化学方程式现象与钾的反应4K+O2=2K2O钾的表面变暗2K+O2=K2O2K+O2=KO2(超氧化钾)2K+3O2=2KO3(臭氧化钾)与钠的反应4Na+O2=2Na2O钠的表面变暗2Na+O2=Na2O2产生黄色火焰,放出大量的热,生成淡黄色粉末与镁的反应2Mg+O2=点燃=2MgO剧烈燃烧发出耀眼的强光,放出大量热,生成白色粉末状固体。与铝的反应4Al+3O2=点燃=2Al2O3发出明亮的光,放出热量,生成白色固体。与铁的反应(铁锈的形成)3Fe+2O2=点燃=Fe3O4红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。与锌的反应2Zn+O2=点燃=2ZnO与铜的反应2Cu+O2=加热=2CuO加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。与汞的反应2Hg+O2=加热=2HgO加热后银白色液体变成红色固体与非金属的反应化学方程式现象与氢气的反应2H2+O2=点燃=2H2O安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰,生成水并放出大量的热。[8]