元素的基本信息
元素符号:O
原子序数:8
中文名称及拼音:氧 yăng
英文名称:Oxygen
相对原子质量:15.999[15.999,16.000]
原子核外电子排布式:[He]2s22p4
重要的同位素及其天然丰度:16O 99.757(16)%,17O 0.038(1)%,
18O 0.205(14)%
常见的同素异形体:O2,O3
地壳中的含量(mg·kg-1):4.61×105
海洋中的含量(mg·L-1):8.57×105
是否生命必需元素:
人体中的含量(g,按照体重70kg计):4.3×104
人体中含量占体重百分数(%):61
常见氧化态:-2,0
元素电负性:3.44
原子半径(pm):66(单键,CN=4),55(双键)
离子半径(pm):138(O2-,CN=4),140(O2-,CN=6),
142(O2-,CN=8)
元素第一电离能(kJ·mol-1):1313.9
元素第一电子亲和能(kJ·mol-1):140.98

单质的基本物理量
化学式:O2,O3
熔点(°C):-218.79(O2),-193(O3)
沸点(°C):-182.962(O2),-113.5(O3)
密度(g·cm-3):1.308×10-3(O2,g),
1.141-183.0(O2,l),1.962×10-3(O3,g)
比热容298.15K(mol-1·K-1):
29.4(O2,g),39.2(O3,g)
熔化热(kJ·mol-1):0.44(O2),—(O3)
汽化热(kJ·mol-1):6.82(O2),—(O3)
注:在其沸点-182.962℃时的数据
原子化焓(kJ·mol-1):249.229±0.002
单质的热力学数据
化学式:O2,O3
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1):
0(O2,g),—(O3)
标准摩尔生成吉布斯自由能(kJ·mol-1):
0(O2,g),142.7(O3,g)
标准摩尔熵(J·mol-1·K-1):
205.2(O2,g),163.2(O3,g)
元素在自然界的存在形式
常见的存在形式:氧气、水、臭氧、二氧化硅及其他氧化物,硅酸盐及其他含氧酸盐。
常见存在形式的化学式:O2,H2O,O3,SiO2
主要存在地:大气层、水、岩石层。

其他
电极反应与标准电极电势:
电极反应 E/V
O2 + 2H+ + 2e- ⇌ H2O2
0.695
O2 + 4H+ + 4e- ⇌ 2H2O
1.229
O2 + H2O + 2e- ⇌ HO2- + OH-
-2.02
OH + e- ⇌ OH-
2.02
O2 + 2H2O + 4e- ⇌ 4OH-
0.401
O2 + 2H2O + 2e- ⇌ H2O2 + 2OH-
-0.146
O(g) + 2H+ + 2e- ⇌ H2O
2.421
HO-2 + H2O + 2e- ⇌ 3OH-
0.878
O3 + 2H+ + 2e- ⇌ O2 + H2O
2.076
O3 + H2O + 2e- ⇌ O2 + 2OH-
1.24

元素发现简史
发现时间、发现者:

1774年 英国化学家普里斯特利(Joseph Priestley)和瑞典化学家舍勒(Carl Wilhelm Scheele)分别独立发现

命名时间、命名者:

命名时间不详, 法国科学家拉瓦锡(Antoine Lavoisier)

命名的意思:

源于希腊语oxys和genes,这两个词合在一起的意思是“acid forming (酸的生成者)”,这是因为拉瓦锡当时错误地认为氧气是形成所有酸所必需的。

发现简史:

氧元素是由英国化学家普里斯特利(Joseph Priestley)和瑞典化学家舍勒(Carl Wilhelm Scheele)于1774年分别独立发现的。不过在此之前也有化学家制得了氧气,但他们没有意识到它是一种独特的元素。例如1608年,Cornelius Drebbel表明,加热硝石(硝酸钾,KNO3)会释放出一种气体,但他并没有对该气体进行鉴定。

实际上,最先获得纯净的氧气并对其化学性质进行初步研究的是舍勒。1772年,当他确认了“劣质空气”和“火空气”各是空气的一个组成部分后,就着手设法分离出“火空气”,并将其实验写入了《论火与空气》(Chemical Observations and Experiments on Air and Fire)一书中,但该书直到1777年才出版。普里斯特利是第一个宣布发现氧气的科学家,1774年他通过将太阳光聚焦到氧化汞(HgO),收集和分析了产生的气体。

普里斯特利和舍勒虽然都各自独立发现并制取到了氧气,但由于他们被传统的燃素说所束缚,“从歪曲的、片面的、错误的前提出发,循着错误的、弯曲的、不可靠的途径行进,往往当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得到真理”(《自然辩证法》)。结果“这种本来可以推翻全部燃素说观点并使化学发生革命的元素在他们手中没有能结出果实”(马克思《资本论》)。当然,他们对化学发展的卓越贡献是不可磨灭的。

参考文献
[1] [2019-07-03]. https://education.jlab.org/itselemental/ele08.html.
[2] [2019-07-03]. http://www.rsc.org/periodic-table/element/8/sulfur#history.
[3] [2019-07-03]. https://www.webelements.com/oxygen/history.html.
[4] W. M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics. 97th ed. Boca Raton, FL: CRC press. 2017:4-25.
[5] 赵匡华.化学通史. 北京:高等教育出版社,1990:75-76.