在我们生活的这个世界里,有一种元素虽然无色无味,却无处不在,默默地支撑着地球上的万千生命,参与着无数的化学反应,它就是氧。氧,作为元素周期表上的第 8 号元素,以其独特的性质和广泛的存在,成为了地球生态系统和人类生活中不可或缺的一部分。
氧的基本档案
氧的化学符号为 “O”,原子序数是 8,原子量约为 15.999 ,位于元素周期表第二周期第 VIA 族。它的原子核内有 8 个质子,而原子核外的电子围绕着原子核高速运转,最外层的 6 个电子使得氧具有很强的活泼性,总是渴望与其他元素分享或获得电子,形成稳定的结构,这也造就了氧极易与其他元素结合,组成各种各样化合物的特性。氧在宇宙中的丰度排名第三,仅次于氢和氦 ,而在地壳中,它更是分布最广、含量最多的元素,无论是我们呼吸的空气,覆盖地球大部分面积的海洋,还是脚下坚实的土地,都有氧的身影。
氧的传奇发现之旅
人类对氧的认识,经历了漫长而曲折的过程。古代,人们虽然没有明确认识到氧气,但在炼丹术等实践活动中,已经观察到了与氧相关的现象,比如加热某些物质时火焰会变得更旺盛,这其实就是氧气助燃的表现。有学者认为,中国唐代的《平龙认》一书中提到的 “阴气” 可能就是氧气,书中还描述了从空气中提取 “阴气” 以及其在燃烧和生命活动中的作用,不过由于原本失传,这一说法存在争议。
18 世纪,科学革命兴起,欧洲科学家开始深入研究气体,氧气的神秘面纱逐渐被揭开。1772 年,瑞典化学家卡尔・威廉・舍勒在研究软锰矿时,将软锰矿与浓硫酸混合加热,意外得到一种能使蜡烛燃烧更明亮的气体,他称之为 “火气”,并发现该气体可支持燃烧和呼吸。但因出版条件和学术交流限制,他的发现未及时被科学界知晓。1774 年,英国化学家约瑟夫・普利斯特里加热氧化汞,也发现了这种奇特气体,他用聚光镜将阳光聚焦在氧化汞上使其分解,得到的气体能让蜡烛燃烧异常旺盛,还能让老鼠存活更久,他称其为 “脱燃素空气”。真正将氧气确认为一种元素并系统研究的,是法国化学家安托万 - 洛朗・拉瓦锡。他重复普利斯特里的实验后深入研究,通过精确的定量实验,证明这种气体是新元素,且在燃烧和呼吸中起关键作用,拉瓦锡将其命名为 “oxygène”,意为 “酸素”,后被翻译成英文 “oxygen”,即我们现在说的 “氧气” 。他还提出氧化学说,推翻了燃素说,为现代化学发展奠定了基础。