El oxígeno es el elemento número 8 de la tabla periódica. Es uno de los elementos altamente reactivos que forman fácilmente compuestos (especialmente óxidos) con la mayoría de elementos. Es un agente oxidante, con una alta electronegatividad. Después del hidrógeno y el helio, es el tercer elemento químico más abundante. El oxígeno esta continuamente reaccionando con los organismos vivos. La proporción de oxígeno en la atmósfera es del 20,8%.
Indice
ÁTOMO DE OXÍGENO
El átomo de oxígeno está compuesto por 8 protones y 8 electrones. Tiene 3 isótopos, cada uno con 8,9 o 10 neutrones. Las principales propiedades del átomo de oxígeno y su situación en la tabla periódica es la siguiente:
ELECTRONES Y ESTADO OXIDACIÓN EN EL ÁTOMO DE OXÍGENO
El átomo de oxígeno tiene 8 electrones. Según la distribución de electrones de valencia, los 2 primeros electrones irían en la capa 1, los 6 siguientes en la capa 2. (ver distribución de electrones en átomo). Se necesitan 8 electrones para completar la capa 2 y que ésta sea estable. Para poder completar este segundo nivel con 8 electrones, el oxígeno tiende a captar 2 electrones en sus enlaces químicos con otros elementos, por eso su estado de oxidación es -2.
OXIGENO
En la molécula de oxígeno, 2 átomos se unen a través de enlace covalente con un enlace doble. El oxígeno es el mejor oxidante que existe debido a que la molécula es poco reactiva (por su doble enlace), y sin embargo es muy electronegativo, casi tanto como el flúor.
El oxígeno es uno de los elementos más electronegativos de la tabla periódica, esto quiere decir que tiende a atrapar electrones y formar enlaces iónicos, reaccionando con el resto de elementos, formando óxidos, sulfatos, nitratos,..En la molécula de Oxígeno, O2, 2 átomos de oxígeno se unen, a través de un enlace covalente.
El oxígeno es uno de los elementos más abundantes en la tierra, presente en la atmósfera y cubriendo gran parte del cuerpo humano (compuesto por agua, H2O).
PROPIEDADES FÍSICO QUÍMICAS
| Nombre, símbolo, número: | Oxígeno, O, 8 | |
|---|---|---|
| Serie química | No metales | |
| Grupo, período, bloque | 16, 2, p | |
| Masa atómica | 15,9994 u | |
| Configuración electrónica | [He]2s22p4 | |
| Electrones por nivel | 2, 6 (imagen) | |
| Propiedades atómicas | ||
| Electronegatividad | 3,44 (escala de Pauling) | |
| Radio atómico (calc) | 60 (48) pm (radio de Bohr) | |
| Radio covalente | 73 pm | |
| Radio de van der Waals | 152 pm | |
| Estado(s) de oxidación | -2, -1 (neutro) | |
| Propiedades físicas | ||
| Estado ordinario | Gas (paramagnético) | |
| Densidad | 1,429 kg/m3 | |
| Punto de fusión | 50,35 K (-223 °C) | |
| Punto de ebullición | 90,18 K (-183 °C) | |
| Entalpía de vaporización | 6,8061 kJ/mol | |
| Entalpía de fusión | 0,4384 kJ/mol | |
| Volumen molar | 17,36×10-3 m3/mol | |
| Varios | ||
| Estructura cristalina | cúbica | |
| N° CAS | 7782-44-7 | |
| N° EINECS | 231-956-9 | |
| Calor específico | 920 J/(K·kg) | |
| Conductividad térmica | 0,026 74 W/(K·m) | |
USOS DEL OXÍGENO
A la hora de definir los usos del oxígeno, distinguimos entre los compuestos formados con el átomo de oxígeno y los usos del O2 como molécula. El oxígeno es uno de los elementos más abundantes en la tierra, presente en la atmósfera y cubriendo gran parte del cuerpo humano (compuesto por agua, H2O).
USOS DEL OXIGENO MOLECULAR, O2
MEDICINA
El O2 es el elemento fundamental que tomamos al respirar. En medicina, por tanto, se usan suplementos de oxígeno. En muchas ocasiones, hay pacientes que necesitan ventilación mecánica, normalmente a concentraciones por encima al 21 % que tiene el aire ambiental.
DEPORTES Y VIAJES ESPACIO
Los trajes espaciales modernos, envuelven el cuerpo de los astronautas con aire presurizado a baja presión. Los buceadores, los escaladores de montaña, en ocasiones, utilizan oxígeno para la práctica del deporte. Los que viajan en aviones no presurizados a veces tienen un suplemento de O2.
INDUSTRIA
La mayor parte del O2 producido con propósito comercial se utiliza para la fundición del hierro en acero, normalmente esto supone el 55% del oxígeno producido comercialmente. Otro 25 % de este oxígeno se dedica a la industria química.
COMPUESTOS CON OXÍGENO
ÓXIDOS Y COMPUESTOS INORGÁNICOS.
El agua es el compuesto de oxígeno más común.
Gracias a la alta electronegatividad del oxígeno, forma enlaces químicos con casi todos los elementos para dar los óxidos correspondientes. También se producen óxidos a temperatura ambiente, como el óxido de hierro (en las piezas oxidadas). La superficie de metales como el aluminio y el titanio se oxidan en presencia del aire y se cubren con una fina capa de óxido que pasiva el metal y ralentiza la corrosión.
También encontramos el oxígeno en el CO2 de la atmósfera. En la corteza terreste como óxidos de silicio, óxido férrico, carbonatos y silicatos.
Los silicatos solubles en agua con las formas Na4SiO4, Na2SiO3 y Na2Si2O5 se utilizan como detergentes y adhesivos.
COMPUESTOS ORGÁNICOS
Alcoholes (R-OH), éteres (R-O-R), cetonas (R-CO-R), aldehídos (R-CO-H), ácidos carboxílicos (R-COOH), Ésteres (R-COO-R), anhídridos de ácido (R-CO-O-CO-R) y amidas (R-C(O)-NR2) son compuestos orgánicos que contienen oxígeno. Hay muchos disolventes orgánicos importantes que contienen O2, entre ellos: acetona, metanol, etanol, alcohol isopropílico, furano, tetrahidrofurano, éter etílico, dioxano, etanoato de etilo, dimetilformamida, dimetilsulfóxido, ácido acético y ácido fórmico.
Reacciona espontáneamente con muchos compuestos orgánicos a temperatura ambiente o inferior, en un proceso llamado autooxidación.