关于氧气的事实

氧气是元素元素表上的第8个元素。（图片来源：Andrei Marincas | Shutterstock）

呼吸…呼吸。啊。 Hooray for Oxygen，这是使地球上大部分生命嗡嗡作响的元素。

第8元件元素周期表是一种无色气体，占地球大气的21％。因为一切都在周围，氧气很容易被乏味和惰性。实际上，这是非金属元素中最具反应性的。

根据一个人的数据2007 NASA资助的研究。没有人知道为什么这种对肺友好的气体突然成为大气中的重要组成部分，但是地球上的地质变化可能导致光合作用的生物存在于周围的光合作用，而不是在地质反应中消耗。

只是事实

原子数（核中的质子数）：8
原子符号（在元素周期表上）：o
原子重量（原子的平均质量）：15.9994
密度：0.001429克每立方厘米
室温下的阶段：气体
熔点：减去361.82华氏度（负218.79摄氏度）
沸点：负297.31度F（减去182.95度C）
同位素的数量（具有不同数量的中子的同一元素的原子）：11;三个稳定
最常见的同位素：O-16（99.757％的自然丰度）

生命的呼吸

氧气是宇宙中第三大元素。托马斯·杰斐逊国家加速器设施。但是，它的反应性使其在地球早期大气中相对罕见。

蓝细菌是使用的生物光合作用，像现代植物一样，服用二氧化碳并呼出氧气。蓝细菌可能是地球上的第一个氧气的原因，这一事件被称为大氧化事件。

在地球大气中建立的大量氧气之前，蓝细菌的光合作用可能正在进行。 2014年3月的一项发表在《自然地球科学》杂志上的研究发现，在南非发现的29.5亿年历史的岩石中含有氧化物，这些氧化物需要自由氧气才能形成。这些岩石最初是在浅海中，这表明光合作用的氧气首先在海洋环境中积累了大约十亿年，即它在大约25亿年前就开始积聚。

今天的生活在很大程度上取决于氧气，但是在大气中，这一元素的最初积累无非是一场灾难。新的气氛引起了厌氧菌的巨大灭绝，它们是不需要氧气的生物。在氧气面前无法适应或生存的厌氧菌在这个新世界中丧生。 [信息图：地球的大气从上到下这是给出的

快进 - 前进。第一个Inkling人类的存在是氧气作为元素的存在是在1608年，当时荷兰发明家Cornelius Drebbel报告说，盐盐的加热（硝酸钾）释放了一种气体。皇家化学学会（RSC）。直到1770年代，当三名化学家或多或少地融合了该气体时，这种气体的身份一直是一个谜。英国化学家和神职人员约瑟夫·普里斯特（Joseph Priestly）通过在汞含量上闪耀阳光并从反应中收集气体，从而孤立了氧气。他指出，根据RSC，由于氧气在燃烧中的作用，蜡烛在这种气体中燃烧得更加明显。

祭司在1774年发表了他的发现，击败了瑞士科学家卡尔·威廉·斯蒂尔（Carl Wilhelm Steele），后者实际上在1771年孤立了氧气，并写了关于氧气的文章，但没有发表这项工作。 Oxygen的第三个发现者是法国化学家Antoine-Laurent de Lavoisier，他以其名字命名。这个词来自希腊的“氧”和“基因”，意思是“形成酸”。

氧气有八个总电子 - 两个轨道是原子内壳中的核，最外壳中的六个轨道。最外壳可以容纳八个电子，这解释了氧气与其他元素反应的趋势：其外壳不完整，因此电子对于采集（和给予）是免费的。

谁知道？

作为气体，氧气很明显。但是作为液体，它是淡蓝色的。
如果您想知道在液体氧气池中游泳是什么，答案是：非常非常冷，根据托马斯·杰斐逊国家加速器设施的卡尔·佐恩（Carl Zorn）的说法。氧气必须降低至负297.3 F（减去183.0 c）至液化，因此冻伤将是一个问题。
氧气太少是有问题的。所以太多了。呼吸80％的氧气超过12小时会刺激呼吸道，并最终导致致命的液体堆积或水肿根据佛罗里达大学和公司空运。
氧气是一项艰难的饼干：2012年发表在《期刊》上的研究物理评论信发现的比氧分子（O2）可以生存的压力比大气压高1900万倍。
2009年，在珠穆朗玛峰山顶附近测量了有史以来记录的氧气水平最低。登山者的动脉氧水平平均为3.28 kilopascals。将其与12至14公斤的正常值相比，登山术语“死亡区”很有意义。这些发现发表在新英格兰医学杂志。
谢天谢地，氧气为21％。大约3亿年前，当氧气水平达到35％时，昆虫能够生长超大：思考蜻蜓与鹰的翼展。

当前的研究

在恒星心脏中形成氧气，并具有碳-12核和氦-4核的融合（也称为α粒子）。然而，直到最近，科学家才能够凝视氧气的核并揭开其结构。

2014年3月，北卡罗来纳州立大学物理学家Dean Lee及其同事报告说，他们在其基础状态（所有电子处于最低的能量水平上的状态）及其第一个兴奋状态（下一个能量水平）（下一个能量水平），发现了Oxygen-16的核结构，氧气16（最常见的氧同位素）。

为什么这样的事情很重要？好吧，要了解恒星中的核如何形成（从碳到氧到较重的元素）是如何理解宇宙的构建块如何共同捕捉的。 Lee和他的团队最初发现，碳12分子的核，其六个质子和六个中子实际上是由三个粒子簇制成的，每个簇都有两个质子和两个中子。如果碳12具有其中三个所谓的α簇，研究人员认为，氧气16可能有四个，因为它具有八个质子和八个中子。

使用超级计算机模拟和数值晶格，研究人员能够查看氧气16核中的颗粒如何排列。他们发现，在氧气16的基态下，确实有四个α簇在四面体中整齐地排列。

Lee告诉Live Science：“这些α簇就像这四个颗粒或这些核子的小模糊球体一样，这些模糊球体喜欢通过某种表面相互作用相互接触。”四面体配置使他们变得友善和贴合。

但是还有另一个量子之谜正在等待解开。氧气16和第一个激发状态的基态具有不寻常的特征。它们都具有相同的自旋 - 一个表示颗粒旋转方式的值。他们都有积极的平价，这是一种表示对称性的方式。想象一下在整个宇宙中左右反转，但必须保持亚原子颗粒的形状相同。积极平价的粒子将能够在这个镜像宇宙中看自己，并像它们一样看到自己。负相等的颗粒将不得不翻转流动，以免它们像镜子里读的文字一样向后。

李说：“谜是氧气16的最低两个状态的旋转和正偏见的原因。”

模拟给出了一个答案：以激发状态，氧气16重新布置其核看起来几乎没有基态。阿尔法颗粒不是四面体排列，而是将自己放在正方形或近方面的平面上。

李说：“它们的基本固有结构不同。”完全不同的配置解释了自旋和平等如何保持相同的方式 - 核采取不同的路径达到相同的结果。

Lee说，氧气16核中还有更多的量子相互作用。

他说：“实际上有很多有趣的事情，例如Nuclei之类的东西。” “还有一些关于如何制作我们现在开始解决的故事。”

李的作品看上去是氧气在星星中的诞生。另一项氧气研究的重点是该元素在地球生命中的作用。丹尼尔大学北欧地球进化中心的博士候选人丹尼尔·米尔斯（Daniel Mills）表示，大约24亿年前的氧化事件大约24亿年前不久，氧气水平可能已经达到或超过今天的水平。动物生活直到很久以后才出现，最简单的动物大约在6亿年前出现。

尽管氧气的兴起为动物的存在铺平了道路，但这个故事似乎要复杂得多。在24亿年前，地球氧气水平的第一次重大颠簸中没有出现动物。 2014年2月，米尔斯和他的同事报道在PNAS期刊上报道现代海绵仍然可以呼吸，饮食，甚至以氧气水平生长0.5％至当今地球大气中发现的氧气水平0.5％至4％。米尔斯告诉《现场科学》，海绵可能是与地球上第一批动物最相似的动物。

米尔斯说，海绵不需要高的氧气才能生存的发现表明，其他一些有助于第一动物生活的崛起 - 尽管氧气上升可能是要达到我们今天看到的那种多样性和生态系统的必要条件。他补充说，即使在现代时代，在海洋低氧区域中，线虫蠕虫等动物也蓬勃发展。

米尔斯说：“显然，动物的进化不仅仅是充足的氧气供应。”