氧气

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氧气（英文Oxygen gas或Dioxygen，分子式O₂）是氧元素最常见的单质形态，在标准状况下是无色无味无臭的气体。

名称由来

氧气（Oxygen）希腊文的意思是“酸素”，该名称是由法国化学家拉瓦锡所起，原因是拉瓦锡错误地认为，所有的酸都含有这种新气体。现在日语裹氧气的名称仍然是“酸素分子”。而台語受到台灣日治時期的影響，也以「酸素」之日語發音稱呼氧氣。

氧氣的中文名稱裹是徐壽命名的。他認為人的生存離不開氧氣，所以就命名為「養氣」即「養氣之質」，後來為了統一就用「氧」代替了「養」字，便叫這「氧氣」。

分布

地球空气中大约含有体积为20.947%的以单质形式存在的氧气。

大气层氧气的历史

地球的大气层形成初期是不含氧气的。

原始大气是还原性的，充满了甲烷、氨等气体。

大气层氧气的出现源于两种作用。

一个是非生物参与的水的光解，一个是生物参与的光合作用。

生物的光合作用对大气层的影响巨大。它造成了大气层由还原氛围向氧化氛围的转变。使得水光解产生的氢气能重新被氧化为水回到地球而不至于扩散到外层空间去，从而防止了地球上的水的流失。同时光合作用也加速了大气层氧气的积累，深刻地改变了地球上物种的代谢方式和形态。大气层含氧量在石炭纪的时候一度上升到了35%! 氧气含量的增加造成了依赖于渗透方式输氧的昆虫在形态上的巨型化。在石炭纪曾出现过翼展达一米的巨蜻蜓。

制备

实验室小规模制氧一般会加热氯酸钾和催化剂二氧化锰的混合物，生成氧气和氯化钾；或者直接加热高锰酸钾来制备。 也有人用过氧化氢稀溶液加二氧化锰的方法，制得氧气和水。 工业上则普遍利用氮气、氧气沸点的不同，用低温分馏的方法大量制备氧气。顺便说一句，工业氧气都用蓝色钢瓶装(美国用的是橙色)。

单线态氧和三线态氧

普通氧气含有两个未配对的电子，等同于一个双游离基。两个未配对电子的自旋状态相同，自旋量子数之和S = 1，2S + 1 = 3，因而基态的氧分子自旋多重性为3，称为三线态氧。

在受激发下，氧气分子的两个未配对电子发生配对，自旋量子数的代数和 S = 0，2S + 1 = 1，称为单线态氧。

空气中的氧气绝大多数为三线态氧。紫外线的照射及一些有机分子对氧气的能量传递是形成单线态氧的主要原因。单线态氧的氧化能力高于三线态氧。

单线态氧的分子類似烯烴分子，因而可以和雙烯發生狄爾斯-阿爾德反應。

用途

• 生物呼吸
• 应用于冶金和化工中