Oxigênio

O elemento químico oxigênio é um calcogênio do segundo período da tabela periódica. Apresenta formas alotrópicas e pode ser empregado em diferentes segmentos.

Oxigênio
Forma como o elemento oxigênio é representado na tabela periódica.

Elemento químico mais abundante da superfície terrestre, o oxigênio (O) é um ametal localizado no segundo período, na família dos calcogênios (grupo 16 ou família VIA), da tabela periódica. Na família periódica em que o oxigênio está, temos ainda os elementos enxofre, selênio, telúrio, polônio e o livermório, dos quais apenas os três primeiros são ametais como o oxigênio.

Resumo

  • O oxigênio é um ametal do 4o período da família dos calcogênios (VIA).

  • Foi descoberto pelos cientistas Priestley e Scheele e nomeado por Lavoisier.

  • Seus átomos apresentam oito prótons no núcleo e seis elétrons na camada de valência;

  • Seus átomos são capazes de fazer ligações covalentes e ligações iônicas;

  • É o elemento mais abundante do planeta Terra, sendo encontrado em diversas substâncias;

  • Apresenta elevadas eletronegatividade, eletroafinidade e energia de ionização, mas pequeno raio atômico e baixo caráter metálico;

  • Possui como alótropos o gás oxigênio e o gás ozônio.

História do oxigênio

Carl W. Scheele (farmacêutico sueco), em 1773, produziu oxigênio a partir da decomposição térmica de algumas substâncias, como nitrato de potássio (KNO3), nitrato de magnésio [Mg(OH)2] e óxido de mercúrio II (HgO). Em 1774, J. Priestley (pastor anglicano) preparou oxigênio gasoso aquecendo óxido de mercúrio II sobre mercúrio líquido.

Número atômico do oxigênio

O elemento oxigênio possui número atômico igual a 8, havendo 8 prótons e 8 nêutrons no interior do seu núcleo, bem como 8 elétrons em seus níveis eletrônicos.

Representação de um átomo de oxigênio.
Representação de um átomo de oxigênio.

Com o número atômico, é possível ainda fazer sua distribuição eletrônica:

Além disso, o átomo de oxigênio também apresenta:

  • 2 níveis de energia (K e L);

  • 6 elétrons na camada de valência;

  • 2 orbitais atômicos p incompletos.

Representação dos orbitais do subnível p incompletos.

Representação dos orbitais do subnível p incompletos.

Características do oxigênio

  • Esse elemento é capaz de realizar duas ligações químicas covalentes (por apresentar dois orbitais p incompletos);

  • É o segundo elemento mais eletronegativo e de maior afinidade eletrônica da tabela periódica (perdendo apenas para o flúor);

  • Considerando a família dos calcogênios, é o que apresenta o menor raio atômico;

  • Quando forma ácidos, bases, sais e óxidos, seu número de oxidação é sempre igual a -2;

  • No peróxidos, o NOX do oxigênio é sempre -1;

  • Nos superóxidos, o NOX do oxigênio é sempre -1/2.

Formas alotrópicas

Formas alotrópicas são substâncias simples diferentes formadas pelo mesmo elemento químico. No caso do oxigênio, as formas alotrópicas são o gás oxigênio e o gás ozônio.

  • Gás ozônio (O3)

Esse gás, que está presente na atmosfera terrestre, forma uma camada protetora para a vida em nosso planeta que é chamada de camada de ozônio. Essa camada é capaz de filtrar os raios ultravioleta vindos do sol.

Representação da proteção exercida pelo ozônio com relação aos raios UV.
Representação da proteção exercida pelo ozônio com relação aos raios UV.

  • Gás oxigênio (O2)

É a forma alotrópica que compõe 21% do ar atmosférico, a qual é fundamental para a sobrevivência de diversos seres vivos, pois participa na reação de combustão celular (produção de energia nas células).

Aplicações do oxigênio

De forma geral, o gás oxigênio é utilizado:

  • na geração de energia pelas mitocôndrias das células;

  • na medicina;

  • na remoção do excesso de carbono durante a produção do aço;

  • na solda do aço;

  • em reações químicas, entre outras diversas aplicações.

O gás ozônio é utilizado:

  • no tratamento de águas residuais;

  • no tratamento de feridas e infecções corporais, entre outras aplicações.