Oxigênio

O Oxigênio é um elemento químico que pertence ao segundo período da família VIA (calcogênios) da Tabela Periódica. Trata-se do elemento mais abundante na superfície terrestre. Todos sabemos da importância vital desse elemento, já que ele forma o gás oxigênio (gás presente no ar atmosférico que é fundamental para a sobrevivência de diversos seres).

Características atômicas

O oxigênio é composto por átomos que apresentam número atômico (Z) igual a 8 e massa atômica igual a 16 u. Sendo assim, seus átomos apresentam:

• 8 prótons no interior do núcleo;

• 8 elétrons nos orbitais;

• Uma média de 8 nêutrons no núcleo do átomo.

OBS.: O número de nêutrons depende do número de massa de cada isótopo do oxigênio. Na natureza, existem três isótopos:

• ₈O¹⁶: apresenta 8 nêutrons no interior do núcleo, número que resulta da subtração do número de massa (16) pelo número atômico (8);

• ₈O¹⁷: apresenta 9 nêutrons no interior do núcleo, número que resulta da subtração do número de massa (17) pelo número atômico (8);

• ₈O¹⁸: apresenta 10 nêutrons no interior do núcleo, número que resulta da subtração do número de massa (18) pelo número atômico (8).

Quando realizamos a distribuição eletrônica dos oito elétrons presentes em um átomo de oxigênio, percebemos que esse elemento apresenta dois níveis de energia:

Distribuição eletrônica de um átomo de oxigênio

Com a distribuição eletrônica, constatamos ainda que um átomo de oxigênio apresenta seis elétrons na camada de valência, que é a segunda camada. Nela, o subnível s apresenta dois elétrons, e o subnível p, quatro elétrons.

História do Oxigênio

O chinês Mao-Khoa, no século VIII, e Leonardo da Vinci, no século XV, chegaram à conclusão de que o ar não era um elemento. Para Mao-Khoa, o ar era composto por duas substâncias: ar completo e ar incompleto. Já da Vinci percebeu que havia uma relação entre o fenômeno da combustão e o ar que respiramos.

Em 1771 e 1774, dois cientistas realizaram experimentos diferentes, mas alcançaram o mesmo resultado. Em 1771, Scheele produziu gás oxigênio a partir do aquecimento individual de substâncias diferentes, como nitrato de potássio e o óxido de mercúrio. Já em 1774, Priestley aqueceu o óxido de mercúrio II (HgO) e produziu o gás oxigênio (O₂).

Em 1777, Lavoisier forneceu o nome do elemento oxigênio depois de verificar que esse elemento químico fazia parte da composição (as moléculas apresnetam átomos de oxigênio) de diversos ácidos inorgânicos.

Características físicas do Oxigênio

• Apresenta alta eletronegatividade (capacidade de atrair elétrons de outro átomo);

• Apresenta raio atômico pequeno;

• Apresenta elevada energia de ionização (é necessária muita energia para retirar um elétron do seu átomo);

• É um ametal e, por isso, apresenta tendência de ganhar elétrons (formar ânion);

• Deve receber dois elétrons para que seu átomo torne-se estável, segundo a teoria do octeto, já que apresenta seis elétrons na camada de valência.

Formas alotrópicas

Alótropos são substâncias simples (formadas apenas por um único elemento) diferentes, ou seja, apresentam características físicas e químicas diferentes. No caso do elemento oxigênio, temos apenas duas formas alotrópicas: o gás oxigênio (O₂) e o gás ozônio (O₃).

→ Características do gás oxigênio (O₂)

Fórmula estrutural do O₂

• Ele é gás em temperatura ambiente;

• Inodoro;

• Ponto de fusão: -218,4 ^oC;

• Ponto de ebulição: – 182,8^oC;

• Suas moléculas são formadas por dois átomos de oxigênio;

• Suas moléculas apresentam geometria linear (com ângulo de 180 ^oC).

→ Características do gás ozônio (O₃)

• Ele é gás em temperatura ambiente;

• Apresenta odor forte;

• Ponto de fusão: -249,4 ^oC;

• Ponto de ebulição: – 111,3^oC;

• Suas moléculas são formadas por três átomos de oxigênio;

• Suas moléculas apresentam geometria angular (com ângulo de 120 ^oC).

Fórmula estrutural do O₃

Utilizações do Oxigênio

O oxigênio na forma alotrópica ozônio (O₃) é fundamental para a filtração dos raios ultravioleta na atmosfera terrestre. Já na forma de gás oxigênio (O₂), apresenta as seguintes aplicações:

• Remoção do excesso de carbono presente no aço;

• Enriquecimento do ar puro para uso em hospitais;

• Utilizado em soldas de metais;

• Participação em reações químicas para a produção de diversas substâncias;

• Comburente das combustões (queima);

• Utilizado na fabricação do metanol;

• Utilizado na propulsão (lançamento) de foguetes, entre outras inúmeras aplicações.

Por Me. Diogo Lopes Dias