ما هو الأكسجين

الأكسجين: هو واحد من أهمِّ العناصر الكيميائيّة، وله رمزٌ كيميائيٌّ خاص بهِ”O”، ولهُ عدد ذريّ يساوي” 8″، ويقع الأكسجين في الجدول الدوري ضمن الدورة الثانية وعلى رأس المجموعة السادسة عشر، إضافةً إلى كونه يشكل العنصر الرئيس للمجموعة التي ينتمي إليها والتي تدعى بمجموعة الكولاجين، ويتبع الأكسجين في تصنيفه إلى اللافلزات.

يظهر الأكسجين على شكل غاز ثنائيّ الذرة يُرمز لهُ بالرمز”O2″، حيث يمتاز هذا الغاز بأنّهُ عديم اللون والرائحة والمذاق، كما أنّه يمتاز بنشاطهِ الكيميائيّ الكبير، إضافةً إلى كونه من المؤكسدات القوية، ممَّا يعني أنّه يميل لتكوين العديد من المركبات الكيميائيّة إلى جانب الأكاسيد.

يُعتبر الأكسجين واحد من أهمِّ العناصر الضروريّة لاستمرار الحياة على سطح الأرض، حيث يتوافر بكميّات كبيرة جداً على سطح الأرض، كما أنّ الأوزون يُعدّ شكلاً مُتأصّلاً منهُ، إضافةً إلى تواجدهِ بكميَّات كبيرة في الكون بشكل كامل حيث يأتي في المرتبة الثالثة بعد الهيدروجين والهيليوم من ناحية الوفرة.

إضافةً إلى ذلك فإنّ الأكسجين يُعتبر المصدر الأساسيّ والرئيس في عملية التنفس الخلوي عند كل من الإنسان والحيوان، أمَّا بالنسبة للنباتات فهو يدخل وبشكل كبير في عمليات التركيب الضوئيّ، كما أنّ لهُ دور كبير في عمليات التآكل حيث إنّه الأساس في عملية الإحتراق.

هذا وقد يلعب الأكسجين دوراً مهماً في عملية توليد الطاقة خاصةً في الشمس؛ وذلك باعتباره من أهمِّ مكوناتها الثانوية، كما أنّه يلعب دوراً كبيراً في عملية تخليق النجوم حيث يدخل في هذه العملية باعتباره ناتج وسطي في التفاعلات النووية.

وبالإضافة إلى توافر هذا العنصر في غلاف الأرض الجويّ بكميّات كبيرة، فإنّه يوجد أيضاً في الغلاف الصخريّ والمائي والحيوي للأرض، حيث يتمُّ العثور عليهِ بعدَّة أشكال، فمثلاً يتمُّ العثور عليهِ بشكلٍ جزئي في الغلاف الجوي في حين يكون على شكل غاز في مياه البحر، أمَّا أكثر الأشكال استخداماً وانتشاراً هو دخوله في تركيب العديد من المركبات الكيميائية الموجوده على سطح الأرض وفي داخلها.

خصائص الأكسجين

• يُعتبر الأكسجين عند توافر الضغط والحرارة وضمن الشروط القياسية غازاً عديم اللون والرائحة.

• يمتاز الأكسجين بنقاوتهِ العالية الناتجة عن عملية التقطير التجزيئيِّ.

• يعُتبر الأكسجين من العناصر النشطة كيميائيّاً.

• يُمكن للأكسجين أن يتجمَّد ليظهرَ على شكل بلورات ذات اللون الأزرق، وذلك في حال انخفضت درجات الحرارة بشكل كبير.

• له بُنيةً بلّورية مُتعدّدة الأشكال.

• يمتاز بقدرتهِ العالية على الانحلال في الماء.

• يمكن لهُ أن يتوهَّج بشكلٍ خاصٍّ داخل أنبوب التفريغ حتى أنَّ توهُّجه يظهر باللون الأبيض.

• لهُ القدرة العالية على التفاعل مع العديد من العناصر الكيميائيّة المُختلفة.

• يمتاز الأكسجين بكهروسلبيتهِ العالية جداً.

• تتنوع روابط الأكسجين الكيميائيّة تبعاً لطبيعة العنصر الذي يرتبط به؛ حيث إنّها قد تكون روابط تساهمية أو روابط أيونيّة.

نظائر الأكسجين

يحتوي الأكسجين على ثلاثة نظائر مُستقرة، وهي نظير الأكسجين”16″، و”17″، و”18″، إلى جانب احتوائه على ما يقارب أربعة عشر نظيراً مُشعّاً، حيث تُفيد الدراسات أنّ جميع النظائر المُشعَّة لها عمر نصف أقلّ من ثلاث دقائق.

هذا وقد يمتاز نظير الأكسجين”16″ بأنّه أكثر النظائر وفرةً وانتشارا ًعلى سطح الأرض، في حين يُعتبر كلٌّ من الأكسجين”14و 15″ من النظائر المُشعّة للأكسجين، والتي لها عمر نصف أعلى من باقي النظائر المُشعة الأخرى.

يمكن لتلك النظائر أن تشكِّل مجموعة من الاضمحلالات؛ فمثلاً يستطيع نظير الأكسجين أن يضمحلَّ، ويُعتبر نمطاً للنظائر ذات الوزن الأخف، في حين يكون اضمحلال بيتا أكثر الأنماط شيوعاً من بين جميع النظائر الأثقل.

المركبات الكيميائية

يمتاز الأكسجين بقدرته على التفاعل وتشكيل روابط ومركبات كيميائيّة مُختلفة مع العديد من العناصر باستثناء مجموعة من الغازات النبيلة أهمها الهيليوم والنيون والآرغون، ومن أشهر مركبات هذا العنصر هو الماء والذي يُعتبر أكسيداً للهيدروجين، كما أنّه يحتوي على مجموعة من أكاسيد اللافلزات والتي تُعتبر من أكثر المركبات انتشاراً وتوافراً في الطبيعة.

هذا وقد يستيطع الأكسجين تكوين مجموعة من المركبات التي تمتلك رابطة كيميائية خاصة بها، ومن هذه المركبات مركبات فوق الأكاسيد مثل مركب فوق أكسيد الهيدروجين، وفوق أكسيد الصوديوم والبوتاسيوم.

إلى جانب ذلك فهناك مجموعة من مركبات الأكسجين العضوية، ونذكر منها مركبات الكحول والتي يرتبط فيها الكربون مع الأكسجين برابطةٍ أحادية، ومركبات الفينولات تحتوي هذه المركبات على مجموعة الهيدروكسي، وغيرها العديد من المركبات كالإيثرات والألدهيدات.

استخدامات الأكسجين

• يتم استخدامهُ بشكل كبير في العديد من المجالات والتطبيقات الطبيّة، حيث إنّه يدخل في علاج العديد من الأمراض كأمراض الرئة والقلب؛ وذلك نظراً لكونهِ المصدر الرئيس لعملية التنفس الخلوي عند الإنسان.

• يُعتبر الأكسجين من المكوّنات الرئيسة للعديد من الأجهزة التي تدعم الحياة.

• يحتاج روَّاد الفضاء كميَّات كبيرة من الأكسجين في رحلاتهم، وذلك نظراً لانعدام الأكسجين في الفضاء.

• يتم استخدامه في عمليات الغوص؛ وذلك نظراً لقدرتهِ على تسريع عملية تخفيف الضغط.

• يتم تزويد الطائرات بكميَّات من غاز الأكسجين اللَّازم استخدامه في حال حدوث انخفاض مفاجئ في الضغط.

• يتم استخدام نسبة كبيرة من هذا العنصر في عمليات صهر الحديد وتحويلهِ إلى فولاذ.

• يُعتبر الأكسجين وقودا ًضرورياً لتشغيل الصواريخ.

• يتم استخدامه في عمليات اللحام ومعالجة المياه.