الأكسجين

الأكسجين  ، _8O

الأكسجين السائل (O 2 عند أقل من -183 درجة مئوية )
الأكسجين
الأشكال المتآصلة	O2 ، O3 ( الأوزون ) وأكثر (انظر الأشكال المتآصلة للأكسجين )
مظهر	الغاز: سائل عديم اللون والصلب: أزرق باهت
الوزن الذري القياسي A r °(O)
	[15.999 03 ، 15.999 77 ] [1] 15.999 ± 0.001  ( مختصر ) [2]
وفرة
في  قشرة الأرض	461000 جزء في المليون
الأكسجين في الجدول الدوري
هيدروجين الهيليوم الليثيوم البريليوم البورون الكربون نتروجين الأكسجين الفلور نيون الصوديوم المغنيسيوم الألومنيوم السيليكون الفوسفور الكبريت الكلور الأرجون البوتاسيوم الكالسيوم سكانديوم التيتانيوم الفاناديوم الكروم المنغنيز حديد الكوبالت النيكل نحاس الزنك الجاليوم الجرمانيوم الزرنيخ السيلينيوم البروم كريبتون الروبيديوم السترونشيوم الإيتريوم الزركونيوم النيوبيوم الموليبدينوم تكنيشيوم الروثينيوم الروديوم البلاديوم فضي الكادميوم إنديوم القصدير الأنتيمون التيلوريوم اليود زينون السيزيوم الباريوم اللانثانوم السيريوم براسيوديميوم نيوديميوم بروميثيوم الساماريوم اليوروبيوم الغادولينيوم التربيوم الديسبروسيوم هولميوم الإربيوم الثوليوم الإيتربيوم اللوتيتيوم الهافنيوم التنتالوم التنغستن رينيوم الأوزميوم الإيريديوم البلاتين ذهب الزئبق (عنصر) الثاليوم يقود البزموت البولونيوم استاتين رادون الفرانسيوم الراديوم الأكتينيوم الثوريوم بروتكتينيوم اليورانيوم النبتونيوم البلوتونيوم الأمريسيوم كوريوم بِركيليوم كاليفورنيوم أينشتاينيوم فيرميوم مندليفيوم نوبليوم اللورنسيوم رذرفورديوم الدبنيوم سيبورجيوم بوريوم هاسيوم مايتنيريوم دارمشتاديوم رونتجينيوم كوبرنيسيوم النيهونيوم فليروفيوم موسكوفيوم ليفرموريوم تينيسي أوجانيسون – ↑ O ↓ S النيتروجين ← الأكسجين → الفلور
العدد الذري ( Z )	8
مجموعة	المجموعة 16 (الكالكوجينات)
فترة	الفترة 2
حاجز	كتلة-p
التوزيع الالكتروني	[ هو ] 2ث 2 2ص 4
عدد الالكترونات في كل غلاف	2, 6
الخصائص الفيزيائية
المرحلة في  STP	غاز
نقطة الانصهار	(O2 ) 54.36  كلفن (−218.79 درجة مئوية، −361.82 درجة فهرنهايت)
نقطة الغليان	(O2 ) 90.188 كلفن (−182.962 درجة مئوية، −297.332 درجة فهرنهايت)
الكثافة (عند STP)	1.429 جرام/لتر
عندما يكون سائلا (عند  نقطة ضغط )	1.141 جرام/سم 3
نقطة ثلاثية	54.361 كلفن، 0.1463 كيلو باسكال
نقطة حرجة	154.581 كلفن، 5.043 ميجا باسكال
حرارة الانصهار	(O2 ) 0.444  كيلوجول/مول
حرارة التبخير	(O2 ) 6.82 كيلوجول/مول
السعة الحرارية المولية	(O2 ) 29.378 جول/(مول·ك)
ضغط البخار ب  (با) 1 10 100 1 ك 10 كيلو 100 ك عند  T  (ك)       61 73 90
الخصائص الذرية
حالات الأكسدة	مشترك: −2 −1، [3] 0، +1، [3] +2 [3]
السالبية الكهربية	مقياس بولينج: 3.44
طاقات التأين	الأول: 1313.9 كيلوجول/مول 2: 3388.3 كيلوجول/مول 3: 5300.5 كيلوجول/مول ( أكثر )
نصف القطر التساهمي	66±2  مساءً
دائرة فان دير فالس	152 م
الخطوط الطيفية للأكسجين
خصائص أخرى
حدوث طبيعي	بدائي
البنية البلورية	مكعب ( cP16 )
ثابت الشبكة	أ  = 678.28 مساءً (عند  نقطة التلامس ) [4]
الموصلية الحرارية	26.58×10 −3   واط/(م⋅ك)
الطلب المغناطيسي	مغناطيسي
القابلية المغناطيسية المولية	+3 449 .0 × 10 −6  سم 3 / مول (293 كلفن) [5]
سرعة الصوت	330 متر/ثانية (غاز، عند 27 درجة مئوية)
رقم CAS	7782-44-7
تاريخ
اكتشاف	مايكل سينديفوجيوس كارل فيلهلم شيل (1604، 1771)
تم تسميته بواسطة	أنطوان لافوازييه (1777)
نظائر الأكسجين ف هـ
النظائر الرئيسية فساد وفرة نصف العمر ( t 1/2 ) وضع منتج 15 درجة يتعقب 122.266 ثانية بيتا +100% 15 شمالا 16 س 99.8% مستقر 17 س 0.0380% مستقر 18 س 0.205% مستقر
الفئة: الأكسجين منظر يتحدث يحرر | المراجع

الأكسجين هو عنصر كيميائي له الرمز  O والعدد الذري 8. وهو عضو في مجموعة الكالكوجين في الجدول الدوري ، وهو عنصر لا فلز شديد التفاعل ، وعامل مؤكسد قوي يشكل أكاسيد بسهولة مع معظم العناصر وكذلك مع المركبات الأخرى . الأكسجين هو العنصر الأكثر وفرة في قشرة الأرض ، وثالث أكثر العناصر وفرة في الكون بعد الهيدروجين والهيليوم .

عند درجة الحرارة والضغط القياسيين ، سوف ترتبط ذرتان من الأكسجين تساهميًا لتكوين ثنائي الأكسجين ، وهو غاز ثنائي الذرة عديم اللون والرائحة له الصيغة الكيميائية O
₂يشكل غاز ثنائي الأكسجين حاليًا 20.95% من الغلاف الجوي للأرض ، على الرغم من أن هذا قد تغير بشكل كبير على مدى فترات طويلة من تاريخ الأرض . يشكل الأكسجين ما يقرب من نصف قشرة الأرض في شكل أكاسيد مختلفة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون وأكاسيد الحديد والسيليكات . [ ^6]

تحتاج جميع الكائنات حقيقية النواة ، بما في ذلك النباتات والحيوانات والفطريات والطحالب ومعظم الأوليات ، إلى الأكسجين للتنفس الخلوي ، الذي يستخرج الطاقة الكيميائية عن طريق تفاعل الأكسجين مع الجزيئات العضوية المشتقة من الغذاء ويطلق ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات. في الحيوانات المائية ، يتم امتصاص الأكسجين المذاب في الماء بواسطة أعضاء تنفسية متخصصة تسمى الخياشيم ، من خلال الجلد أو عبر الأمعاء ؛ في الحيوانات الأرضية مثل رباعيات الأرجل ، يتم أخذ الأكسجين الموجود في الهواء بنشاط إلى الجسم من خلال أعضاء متخصصة تُعرف باسم الرئتين ، حيث يحدث تبادل الغازات لنشر الأكسجين في الدم وثاني أكسيد الكربون، ثم ينقل الجهاز الدوري في الجسم الأكسجين إلى أنسجة أخرى حيث يحدث التنفس الخلوي. ^{[7] [8]} ومع ذلك، في الحشرات ، وهي أكثر الفصائل الأرضية نجاحًا وتنوعًا بيولوجيًا ، يتم توصيل الأكسجين مباشرة إلى الأنسجة الداخلية عبر شبكة عميقة من مجاري الهواء .

تحتوي العديد من الفئات الرئيسية من الجزيئات العضوية في الكائنات الحية على ذرات الأكسجين، مثل البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون ، وكذلك المركبات غير العضوية المكونة الرئيسية لأصداف الحيوانات والأسنان والعظام. معظم كتلة الكائنات الحية هي الأكسجين كمكون للمياه، المكون الرئيسي لأشكال الحياة. يتم إنتاج الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض عن طريق التمثيل الضوئي الحيوي ، حيث يتم التقاط طاقة الفوتون في ضوء الشمس بواسطة الكلوروفيل لتقسيم جزيئات الماء ثم التفاعل مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الكربوهيدرات ويتم إطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي . الأكسجين شديد التفاعل الكيميائي بحيث لا يظل عنصرًا حرًا في الهواء دون تجديده باستمرار من خلال الأنشطة الضوئية للكائنات ذاتية التغذية مثل البكتيريا الزرقاء والطحالب الحاملة للبلاستيدات الخضراء والنباتات. أحد أشكال الأكسجين الثلاثية النادرة هو الأوزون ( O2)
₃يمتص الأوزون الموجود على السطح بشدة أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية UVB و UVC ويشكل طبقة أوزون واقية في طبقة الستراتوسفير السفلى ، والتي تحمي الغلاف الحيوي من الأشعة فوق البنفسجية المؤينة . ومع ذلك، فإن الأوزون الموجود على السطح هو منتج ثانوي تآكلي للضباب الدخاني وبالتالي فهو ملوث للهواء .

تم عزل الأكسجين بواسطة مايكل سينديفوجيوس قبل عام 1604، ولكن يُعتقد عمومًا أن العنصر تم اكتشافه بشكل مستقل بواسطة كارل فيلهلم شيل ، في أوبسالا ، في عام 1773 أو قبل ذلك، وجوزيف بريستلي في ويلتشير ، في عام 1774. غالبًا ما تُعطى الأولوية لبريستلي لأن عمله نُشر أولاً. ومع ذلك، أطلق بريستلي على الأكسجين اسم "الهواء الخالي من الفلوجستية"، ولم يعترف به كعنصر كيميائي. تم صياغة اسم الأكسجين في عام 1777 بواسطة أنطوان لافوازييه ، الذي اعترف لأول مرة بالأكسجين كعنصر كيميائي ووصف بشكل صحيح الدور الذي يلعبه في الاحتراق.

تشمل الاستخدامات الصناعية الشائعة للأكسجين إنتاج الفولاذ والبلاستيك والمنسوجات واللحام وقطع الفولاذ والمعادن الأخرى ووقود الصواريخ والعلاج بالأكسجين وأنظمة دعم الحياة في الطائرات والغواصات والرحلات الفضائية والغوص .

أجرى الكاتب اليوناني في القرن الثاني قبل الميلاد في مجال الميكانيكا، فيلو البيزنطي ، إحدى أولى التجارب المعروفة حول العلاقة بين الاحتراق والهواء . في عمله "الميكانيكا الهوائية" ، لاحظ فيلو أن قلب وعاء فوق شمعة مشتعلة وإحاطة عنق الوعاء بالماء أدى إلى ارتفاع بعض الماء إلى العنق. ^[9] افترض فيلو بشكل غير صحيح أن أجزاء من الهواء في الوعاء تحولت إلى عنصر النار الكلاسيكي وبالتالي كانت قادرة على الهروب من خلال المسام في الزجاج. بعد عدة قرون، بنى ليوناردو دافنشي على عمل فيلو من خلال ملاحظة أن جزءًا من الهواء يستهلك أثناء الاحتراق والتنفس . [ ^10]

في أواخر القرن السابع عشر، أثبت روبرت بويل أن الهواء ضروري للاحتراق. صقل الكيميائي الإنجليزي جون مايو (1641-1679) هذا العمل من خلال إظهار أن النار تتطلب جزءًا فقط من الهواء أطلق عليه اسم spiritus nitroaereus . ^[11] في إحدى التجارب، وجد أن وضع فأر أو شمعة مضاءة في وعاء مغلق فوق الماء تسبب في ارتفاع الماء واستبدال ربع حجم الهواء قبل إطفاء الأجسام. ^[12] ومن هذا، افترض أن nitroaereus يستهلك في كل من التنفس والاحتراق.

لاحظ مايو أن الإثمد يزداد وزنًا عند تسخينه، واستنتج أن النيتروآيروس لابد وأن يكون قد اتحد معه. ^[11] كما اعتقد أن الرئتين تفصلان النيتروآيروس عن الهواء وتمررها إلى الدم وأن حرارة الحيوان وحركة العضلات تنتج عن تفاعل النيتروآيروس مع مواد معينة في الجسم. ^[11] نُشرت سرديات لهذه التجارب والأفكار وغيرها في عام 1668 في عمله Tractatus duo في مقال "De respiratione". ^[12]

قام روبرت هوك ، وأولي بورش ، وميخائيل لومونوسوف ، وبيير باين بإنتاج الأكسجين في تجارب أجريت في القرنين السابع عشر والثامن عشر، لكن لم يعترف أي منهم به كعنصر كيميائي . ^[13] ربما كان هذا يرجع جزئيًا إلى انتشار فلسفة الاحتراق والتآكل المسماة نظرية الفلوجستون ، والتي كانت آنذاك التفسير المفضل لتلك العمليات. ^[14]

تأسست نظرية الفلوجستون في عام 1667 بواسطة الكيميائي الألماني جيه جيه بيشر ، وعدلها الكيميائي جورج إرنست شتال بحلول عام 1731، ^[15] وذكرت أن جميع المواد القابلة للاشتعال تتكون من جزأين. جزء واحد، يسمى الفلوجستون، ينطلق عند حرق المادة التي تحتوي عليه، بينما كان يُعتقد أن الجزء المنزوع الفلوجستون هو شكله الحقيقي، أو الكالس . ^[10]

كان يُعتقد أن المواد شديدة الاشتعال والتي لا تترك سوى القليل من البقايا ، مثل الخشب أو الفحم، تتكون في الغالب من الفلوجستون؛ أما المواد غير القابلة للاشتعال والتي تتآكل، مثل الحديد، فكانت تحتوي على القليل جدًا. لم يلعب الهواء دورًا في نظرية الفلوجستون، ولم تُجرَ أي تجارب كمية أولية لاختبار الفكرة؛ بل كانت تستند بدلاً من ذلك إلى ملاحظات حول ما يحدث عندما يحترق شيء ما، حيث يبدو أن معظم الأشياء الشائعة تصبح أخف وزنًا ويبدو أنها تفقد شيئًا ما في هذه العملية. ^[10]

وصف الكيميائي والفيلسوف والطبيب البولندي مايكل سينديفوجيوس (ميخال سيدزيووج) في عمله De Lapide Philosophorum Tractatus duodecim e naturae fonte et manuali experientia depromti [اثنا عشر رسالة عن حجر الفلاسفة مأخوذة من مصدر الطبيعة والخبرة اليدوية] (1604) مادة موجودة في الهواء، مشيرًا إليها باسم "cibus vitae" (غذاء الحياة، [ ^16] ) ووفقًا للمؤرخ البولندي رومان بوجاي، فإن هذه المادة متطابقة مع الأكسجين. ^[17] أدرك سينديفوجيوس بشكل صحيح، أثناء تجاربه التي أجراها بين عامي 1598 و1604، أن المادة تعادل المنتج الثانوي الغازي المنطلق من التحلل الحراري لنترات البوتاسيوم . في رأي بوجاي، فإن عزل الأكسجين والارتباط الصحيح للمادة بذلك الجزء من الهواء المطلوب للحياة، يوفر دليلاً كافياً لاكتشاف الأكسجين من قبل سينديفوجيوس. ^[17] ومع ذلك، فقد تم إنكار اكتشاف سينديفوجيوس هذا بشكل متكرر من قبل أجيال العلماء والكيميائيين الذين خلفوه. ^[16]

يُزعم أيضًا بشكل شائع أن الأكسجين تم اكتشافه لأول مرة بواسطة الصيدلي السويدي كارل فيلهلم شيل . لقد أنتج غاز الأكسجين عن طريق تسخين أكسيد الزئبق (HgO) ونترات مختلفة في عامي 1771 و1772. ^{[18] [19] [10]} أطلق شيل على الغاز اسم "هواء النار" لأنه كان آنذاك العامل الوحيد المعروف لدعم الاحتراق. كتب رواية عن هذا الاكتشاف في مخطوطة بعنوان أطروحة عن الهواء والنار ، والتي أرسلها إلى ناشره في عام 1775. نُشرت هذه الوثيقة في عام 1777. ^[20]

في غضون ذلك، في الأول من أغسطس عام 1774، أجرى رجل الدين البريطاني جوزيف بريستلي تجربة ركزت ضوء الشمس على أكسيد الزئبق الموجود في أنبوب زجاجي، مما أدى إلى تحرير غاز أطلق عليه اسم "الهواء الخالي من الفلوجستية". ^[19] ولاحظ أن الشموع تحترق بشكل أكثر سطوعًا في الغاز وأن الفأر كان أكثر نشاطًا وعاش لفترة أطول أثناء استنشاقه . بعد استنشاق الغاز بنفسه، كتب بريستلي: "لم يكن الشعور به في رئتي مختلفًا بشكل ملحوظ عن شعور الهواء العادي ، لكنني تخيلت أن صدري كان خفيفًا وسهلًا بشكل غريب لبعض الوقت بعد ذلك". ^[13] نشر بريستلي نتائجه في عام 1775 في ورقة بعنوان "سرد المزيد من الاكتشافات في الهواء"، والتي تم تضمينها في المجلد الثاني من كتابه بعنوان تجارب وملاحظات حول أنواع مختلفة من الهواء . ^{[10] [21]} لأنه نشر نتائجه أولاً، عادةً ما يُمنح بريستلي الأولوية في الاكتشاف.

ادعى الكيميائي الفرنسي أنطوان لوران لافوازييه لاحقًا أنه اكتشف المادة الجديدة بشكل مستقل. زار بريستلي لافوازييه في أكتوبر 1774 وأخبره عن تجربته وكيف حرر الغاز الجديد. كما أرسل شيل خطابًا إلى لافوازييه في 30 سبتمبر 1774، وصف فيه اكتشافه للمادة غير المعروفة سابقًا، لكن لافوازييه لم يعترف أبدًا باستلامه (تم العثور على نسخة من الرسالة في متعلقات شيل بعد وفاته). ^[20]

أجرى لافوازييه أول تجارب كمية مناسبة على الأكسدة وأعطى أول تفسير صحيح لكيفية عمل الاحتراق. ^[19] استخدم هذه التجارب وتجارب مماثلة، بدأت جميعها في عام 1774، لتشويه نظرية الفلوجستون وإثبات أن المادة التي اكتشفها بريستلي وشيل كانت عنصرًا كيميائيًا .

في إحدى التجارب، لاحظ لافوازييه أنه لم يكن هناك زيادة إجمالية في الوزن عند تسخين القصدير والهواء في حاوية مغلقة. ^[19] ولاحظ أن الهواء اندفع إلى الداخل عندما فتح الحاوية، مما يشير إلى أن جزءًا من الهواء المحبوس قد تم استهلاكه. كما لاحظ أن القصدير زاد في الوزن وأن هذه الزيادة كانت هي نفسها وزن الهواء الذي اندفع مرة أخرى إلى الداخل. تم توثيق هذه التجارب وغيرها من التجارب على الاحتراق في كتابه Sur la combustion en général ، الذي نُشر عام 1777. ^[19] في ذلك العمل، أثبت أن الهواء عبارة عن مزيج من غازين؛ "الهواء الحيوي"، وهو ضروري للاحتراق والتنفس، والأزوت ( باليونانية ἄζωτον "غير حي")، والذي لم يدعم أيًا منهما. أصبح الأزوت لاحقًا نيتروجينًا في اللغة الإنجليزية، على الرغم من أنه احتفظ بالاسم السابق في الفرنسية والعديد من اللغات الأوروبية الأخرى. ^[19]

أعاد لافوازييه تسمية "الهواء الحيوي" إلى أكسجين في عام 1777 من الجذور اليونانية ὀξύς (أوكسي) ( حمض ، حرفيًا "حاد"، من طعم الأحماض) و- γενής (-genēs) (منتج، حرفيًا مولد)، لأنه اعتقد خطأً أن الأكسجين هو أحد مكونات جميع الأحماض. ^[22] قرر الكيميائيون (مثل السير همفري ديفي في عام 1812) في النهاية أن لافوازييه كان مخطئًا في هذا الصدد، ولكن بحلول ذلك الوقت كان الاسم قد ترسخ جيدًا. ^[23]

دخل الأكسجين إلى اللغة الإنجليزية على الرغم من معارضة العلماء الإنجليز وحقيقة أن الإنجليزي بريستلي كان أول من عزل الغاز وكتب عنه. ويرجع هذا جزئيًا إلى قصيدة تمدح الغاز بعنوان "الأكسجين" في الكتاب الشهير The Botanic Garden (1791) من تأليف إيراسموس داروين ، جد تشارلز داروين . ^[20]

افترضت فرضية جون دالتون الذرية الأصلية أن جميع العناصر أحادية الذرة وأن الذرات في المركبات عادةً ما يكون لها أبسط النسب الذرية بالنسبة لبعضها البعض. على سبيل المثال، افترض دالتون أن صيغة الماء هي H2O، مما أدى إلى استنتاج أن الكتلة الذرية للأكسجين كانت 8 أضعاف كتلة الهيدروجين، بدلاً من القيمة الحديثة التي تبلغ حوالي 16. ^[24] في عام 1805، أظهر جوزيف لويس جاي لوساك وألكسندر فون همبولت أن الماء يتكون من حجمين من الهيدروجين وحجم واحد من الأكسجين؛ وبحلول عام 1811، توصل أميديو أفوجادرو إلى التفسير الصحيح لتركيب الماء، بناءً على ما يسمى الآن بقانون أفوجادرو والجزيئات الأولية ثنائية الذرة في تلك الغازات. ^{[25] [أ]}

كانت الطريقة التجارية الأولى لإنتاج الأكسجين هي الطريقة الكيميائية، والتي تسمى عملية برين والتي تتضمن تفاعلًا عكسيًا لأكسيد الباريوم . تم اختراعها في عام 1852 وتم تسويقها تجاريًا في عام 1884، ولكن تم استبدالها بأساليب أحدث في أوائل القرن العشرين.

بحلول أواخر القرن التاسع عشر، أدرك العلماء أنه يمكن تسييل الهواء وعزل مكوناته عن طريق ضغطه وتبريده. باستخدام طريقة الشلال ، قام الكيميائي والفيزيائي السويسري راؤول بيير بيكتيه بتبخير ثاني أكسيد الكبريت السائل من أجل تسييل ثاني أكسيد الكربون، والذي تم تبخيره بدوره لتبريد غاز الأكسجين بما يكفي لتسييله. أرسل برقية في 22 ديسمبر 1877 إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم في باريس يعلن فيها اكتشافه للأكسجين السائل . ^[26] بعد يومين فقط، أعلن الفيزيائي الفرنسي لويس بول كاييتيه عن طريقته الخاصة لتسييل الأكسجين الجزيئي. ^[26] تم إنتاج بضع قطرات فقط من السائل في كل حالة ولم يكن من الممكن إجراء تحليل ذي معنى. تم تحويل الأكسجين إلى حالة مستقرة لأول مرة في 29 مارس 1883، بواسطة العلماء البولنديين من جامعة ياجيلونيان ، زيجمونت فروبلوسكي وكارول أولزيوسكي . ^[27]

في عام 1891 تمكن الكيميائي الاسكتلندي جيمس ديوار من إنتاج ما يكفي من الأكسجين السائل للدراسة. ^[28] تم تطوير أول عملية تجارية قابلة للتطبيق لإنتاج الأكسجين السائل بشكل مستقل في عام 1895 من قبل المهندس الألماني كارل فون ليندي والمهندس البريطاني ويليام هامبسون . قام كلا الرجلين بخفض درجة حرارة الهواء حتى يتحول إلى سائل ثم تقطير الغازات المكونة عن طريق غليها واحدة تلو الأخرى والتقاطها بشكل منفصل. ^[29] لاحقًا، في عام 1901، تم إثبات اللحام بالأكسجين والأسيتيلين لأول مرة عن طريق حرق خليط من الأسيتيلين والأكسجين المضغوط
₂. أصبحت هذه الطريقة في اللحام وقطع المعادن شائعة فيما بعد. ^[29]

في عام 1923، أصبح العالم الأمريكي روبرت جودارد أول شخص يطور محرك صاروخي يحرق الوقود السائل؛ استخدم المحرك البنزين كوقود والأكسجين السائل كمؤكسد . نجح جودارد في إطلاق صاروخ صغير يعمل بالوقود السائل على ارتفاع 56 مترًا بسرعة 97 كم/ساعة في 16 مارس 1926، في أوبورن، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة. ^{[29] [30]}

في المختبرات الأكاديمية، يمكن تحضير الأكسجين عن طريق تسخين كلورات البوتاسيوم الممزوجة بنسبة صغيرة من ثاني أكسيد المنغنيز. ^[31]

تتجه مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي إلى الانخفاض بشكل طفيف على مستوى العالم، وربما يرجع ذلك إلى حرق الوقود الأحفوري. ^[32]

عند درجة الحرارة والضغط القياسيين ، يكون الأكسجين غازًا عديم اللون والرائحة والطعم وله الصيغة الجزيئية O.
₂، ويشار إليها باسم ثنائي الأكسجين. ^[34]

كثنائي أكسجين ، ترتبط ذرتان من الأكسجين كيميائيًا ببعضهما البعض. يمكن وصف الرابطة بشكل مختلف بناءً على مستوى النظرية، ولكن يمكن وصفها بشكل معقول وبسيط على أنها رابطة تساهمية مزدوجة تنشأ عن ملء المدارات الجزيئية المتكونة من المدارات الذرية لذرات الأكسجين الفردية، والتي يؤدي ملؤها إلى رابطة من رتبة اثنين. وبشكل أكثر تحديدًا، فإن الرابطة المزدوجة هي نتيجة لملء المدارات المتتالية ذات الطاقة المنخفضة إلى العالية، أو Aufbau ، والإلغاء الناتج عن مساهمات الإلكترونات 2s، بعد الملء المتتالي للمدارات المنخفضة σ و σ ^* ؛ تداخل σ للمدارين الذريين 2p اللذين يقعان على طول المحور الجزيئي O–O وتداخل π لزوجين من المدارات الذرية 2p العمودية على المحور الجزيئي O–O، ثم إلغاء المساهمات من إلكترونين 2p المتبقيين بعد ملئهما الجزئي للمدارات π ^* . ^[33]

يؤدي هذا الجمع بين عمليات الإلغاء وتداخلات σ وπ إلى صفة الرابطة المزدوجة وتفاعلية الأكسجين، وحالة أرضية إلكترونية ثلاثية . إن التكوين الإلكتروني الذي يحتوي على إلكترونين غير مقترنين، كما هو موجود في مدارات الأكسجين (انظر المدارات π* المملوءة في الرسم التخطيطي) التي لها طاقة متساوية - أي متحللة - هو تكوين يُطلق عليه حالة ثلاثية الدوران . وبالتالي، فإن الحالة الأرضية للأكسجين
₂يشار إلى الجزيء بالأكسجين الثلاثي . ^{[35] [ب]} المدارات الأعلى طاقة والممتلئة جزئيًا مضادة للترابط ، وبالتالي فإن ملئها يضعف ترتيب الرابطة من ثلاثة إلى اثنين. بسبب إلكتروناتها غير المزدوجة، يتفاعل الأكسجين الثلاثي ببطء فقط مع معظم الجزيئات العضوية، والتي لها دوران إلكتروني مزدوج؛ وهذا يمنع الاحتراق التلقائي. ^[36]

في الشكل الثلاثي، O
₂الجزيئات ذات خاصية مغناطيسية بارامغنطيسية . أي أنها تضفي صفة مغناطيسية على الأكسجين عندما يكون في وجود مجال مغناطيسي، وذلك بسبب عزم الدوران المغناطيسي للإلكترونات غير المقترنة في الجزيء، وطاقة التبادل السالبة بين الأكسجين المجاور .
₂الجزيئات. ^[28] الأكسجين السائل مغناطيسي للغاية لدرجة أنه في التجارب المعملية، قد يتم دعم جسر من الأكسجين السائل ضد وزنه بين أقطاب مغناطيس قوي. ^{[37] [ج]}

الأكسجين المفرد هو اسم يطلق على العديد من الأنواع ذات الطاقة الأعلى من الأكسجين الجزيئي
₂حيث يتم إقران جميع دورات الإلكترون. وهو أكثر تفاعلًا مع الجزيئات العضوية الشائعة من الأكسجين الجزيئي العادي (الثلاثي). في الطبيعة، يتكون الأكسجين الأحادي عادةً من الماء أثناء عملية التمثيل الضوئي، باستخدام طاقة ضوء الشمس. ^[38] كما يتم إنتاجه في طبقة التروبوسفير عن طريق التحلل الضوئي للأوزون بواسطة ضوء قصير الطول الموجي ^[39] وعن طريق الجهاز المناعي كمصدر للأكسجين النشط. ^{[40] تلعب} الكاروتينات في الكائنات الحية الضوئية (وربما الحيوانات) دورًا رئيسيًا في امتصاص الطاقة من الأكسجين الأحادي وتحويلها إلى الحالة الأساسية غير المثارة قبل أن يتسبب في ضرر للأنسجة. ^[41]

الشكل المشترك للأكسجين العنصري على الأرض يسمى ثنائي الأكسجين ، O
₂، الجزء الأكبر من الأكسجين الجوي للأرض (انظر الحدوث). يبلغ طول رابطة  O _{2 121} بيكومتر وطاقة رابطة 498  كيلوجول/مول . ^[42] يستخدم O ₂ من قبل أشكال الحياة المعقدة، مثل الحيوانات، في التنفس الخلوي . جوانب أخرى من O
₂سيتم تناول هذه المواضيع في بقية هذه المقالة.

ثلاثي الأكسجين ( O
₃) يُعرف عادةً باسم الأوزون وهو شكل شديد التفاعل من أشكال الأكسجين الذي يضر بأنسجة الرئة. ^[43] يتم إنتاج الأوزون في الغلاف الجوي العلوي عندما يتراكم الأكسجين في الهواء.
₂يتحد مع الأكسجين الذري الناتج عن انقسام الأكسجين
₂بواسطة الأشعة فوق البنفسجية (UV). ^[22] نظرًا لأن الأوزون يمتص بقوة في منطقة الأشعة فوق البنفسجية من الطيف ، فإن طبقة الأوزون في الغلاف الجوي العلوي تعمل كدرع إشعاعي وقائي للكوكب. ^[22] بالقرب من سطح الأرض، فهو ملوث يتكون كمنتج ثانوي لعوادم السيارات . ^[43] على ارتفاعات مدار الأرض المنخفضة ، يوجد ما يكفي من الأكسجين الذري للتسبب في تآكل المركبات الفضائية . ^[44]

الجزيء غير المستقر رباعي الأكسجين ( O
₄) تم اكتشافه في عام 2001، ^{[45] [46]} وكان من المفترض وجوده في إحدى المراحل الستة للأكسجين الصلب . وقد ثبت في عام 2006 أن هذه المرحلة، التي تم إنشاؤها عن طريق الضغط على الأكسجين
₂إلى 20  جيجاباسكال ، هو في الواقع عبارة عن O rhombohedral
₈ مجموعة . ^[47] هذه المجموعة لديها القدرة على أن تكون مؤكسدًا أقوى بكثير من أي من الأكسجين.
₂أو ا
₃وبالتالي يمكن استخدامها في وقود الصواريخ . ^{[45] [46]} تم اكتشاف الطور المعدني في عام 1990 عندما يتعرض الأكسجين الصلب لضغط أعلى من 96 جيجاباسكال ^[48] وتم إثبات في عام 1998 أنه عند درجات حرارة منخفضة للغاية، تصبح هذه الطور موصلة فائقة . ^[49]

يذوب الأكسجين في الماء بسهولة أكبر من النيتروجين، وفي المياه العذبة بسهولة أكبر من مياه البحر. يحتوي الماء المتوازن مع الهواء على جزيء واحد تقريبًا من الأكسجين المذاب.
₂لكل جزيئين من النيتروجين
₂(1:2)، مقارنة بنسبة جوية تبلغ تقريبًا 1:4. تعتمد قابلية ذوبان الأكسجين في الماء على درجة الحرارة، وحوالي ضعف ذلك (14.6  ملجم/لتر ) يذوب عند 0 درجة مئوية مقارنة بـ 20 درجة مئوية (7.6  ملجم/لتر ). ^{[13] [50]} عند 25 درجة مئوية و1 جو قياسي (101.3  كيلو باسكال ) من الهواء، يمكن للمياه العذبة أن تذيب حوالي 6.04  مليلتر  (مل) من الأكسجين لكل لتر ، وتحتوي مياه البحر على حوالي 4.95 مل لكل لتر. ^[51] عند 5 درجات مئوية تزداد الذوبان إلى 9.0 مل (50% أكثر من 25 درجة مئوية) لكل لتر للمياه العذبة و7.2 مل (45% أكثر) لكل لتر لمياه البحر.

غاز الأكسجين المذاب في الماء عند مستوى سطح البحر
(مليلتر لكل لتر)

	5 درجة مئوية	25 درجة مئوية
المياه العذبة	9.00	6.04
مياه البحر	7.20	4.95

يتكثف الأكسجين عند 90.20  كلفن (−182.95 درجة مئوية، −297.31 درجة فهرنهايت) ويتجمد عند 54.36 كلفن (−218.79 درجة مئوية، −361.82 درجة فهرنهايت). ^[52] كل من الأكسجين السائل والصلب
₂هي مواد شفافة ذات لون أزرق سماوي فاتح ناتج عن الامتصاص في اللون الأحمر (على النقيض من اللون الأزرق للسماء، والذي يرجع إلى تشتت رايلي للضوء الأزرق). سائل عالي النقاء O
₂يتم الحصول عليه عادة عن طريق التقطير الجزئي للهواء المسال. ^[53] يمكن أيضًا تكثيف الأكسجين السائل من الهواء باستخدام النيتروجين السائل كمبرد. ^[54]

الأكسجين السائل هو مادة شديدة التفاعل ويجب فصله عن المواد القابلة للاشتعال. ^[54]

يرتبط التحليل الطيفي للأكسجين الجزيئي بالعمليات الجوية للشفق القطبي والتوهج الجوي . ^[55] ينتج الامتصاص في استمرارية هيرزبيرج ونطاقات شومان-رونج في الأشعة فوق البنفسجية الأكسجين الذري المهم في كيمياء الغلاف الجوي الأوسط. ^[56] الأكسجين الجزيئي المفرد في الحالة المثارة مسؤول عن الكيمياء الضوئية الحمراء في المحلول. ^[57]

جدول الخواص الحرارية والفيزيائية للأكسجين (O2 ₎ عند الضغط الجوي: ^{[58] [59]}

درجة الحرارة (ك)	الكثافة (كجم/م^3)	الحرارة النوعية (كيلوجول/كجم درجة مئوية)	اللزوجة الديناميكية (كجم/مللي ثانية)	اللزوجة الحركية (م2/ثانية)	الموصلية الحرارية (W/m °C)	الانتشار الحراري (م2/ثانية)	رقم براندتل
100	3.945	0.962	7.64E-06	1.94E-06	0.00925	2.44E-06	0.796
150	2.585	0.921	1.15E-05	4.44E-06	0.0138	5.80E-06	0.766
200	1.93	0.915	1.48E-05	7.64E-06	0.0183	1.04E-05	0.737
250	1.542	0.915	1.79E-05	1.16E-05	0.0226	1.60E-05	0.723
300	1.284	0.92	2.07E-05	1.61E-05	0.0268	2.27E-05	0.711
350	1.1	0.929	2.34E-05	2.12E-05	0.0296	2.90E-05	0.733
400	0.962	1.0408	2.58E-05	2.68E-05	0.033	3.64E-05	0.737
450	0.8554	0.956	2.81E-05	3.29E-05	0.0363	4.44E-05	0.741
500	0.7698	0.972	3.03E-05	3.94E-05	0.0412	5.51E-05	0.716
550	0.6998	0.988	3.24E-05	4.63E-05	0.0441	6.38E-05	0.726
600	0.6414	1.003	3.44E-05	5.36E-05	0.0473	7.35E-05	0.729
700	0.5498	1.031	3.81E-05	6.93E-05	0.0528	9.31E-05	0.744
800	0.481	1.054	4.15E-05	8.63E-05	0.0589	1.16E-04	0.743
900	0.4275	1.074	4.47E-05	1.05E-04	0.0649	1.41E-04	0.74
1000	0.3848	1.09	4.77E-05	1.24E-04	0.071	1.69E-04	0.733
1100	0.3498	1.103	5.06E-05	1.45E-04	0.0758	1.96E-04	0.736
1200	0.3206	1.0408	5.33E-05	1.661E-04	0.0819	2.29E-04	0.725
1300	0.296	1.125	5.88E-05	1.99E-04	0.0871	2.62E-04	0.721

يتكون الأكسجين الطبيعي من ثلاثة نظائر مستقرة ، ^16O ، و ¹⁷ O ، و ¹⁸ O ، حيث يعتبر ^16O الأكثر وفرة (99.762% وفرة طبيعية ). ^[60]

يتم تصنيع معظم ^16O في نهاية عملية اندماج الهيليوم في النجوم الضخمة ولكن يتم تصنيع بعضه في عملية حرق النيون . ^{[61] يتم تصنيع 17O} في المقام الأول عن طريق حرق الهيدروجين إلى هيليوم أثناء دورة CNO ، مما يجعله نظيرًا شائعًا في مناطق حرق الهيدروجين في النجوم. ^[61] يتم إنتاج معظم ^18O عندما يلتقط 14N (المتوفر بكثرة من حرق CNO) ^نواة 4He ، ^مما يجعل ^18O شائعًا في المناطق الغنية بالهيليوم في النجوم الضخمة المتطورة . ^[61]

تم تصنيف خمسة عشر نظيرًا مشعًا ، تتراوح من ¹¹ O إلى ²⁸ O. ^{[62] [63]} والأكثر استقرارًا هو ¹⁵ O بنصف عمر 122.24 ثانية و ¹⁴ O بنصف عمر 70.606 ثانية. ^[60] جميع النظائر المشعة المتبقية لها نصف عمر أقل من 27 ثانية وأغلبها لها نصف عمر أقل من 83 مللي ثانية. ^[60] أكثر طرق الاضمحلال شيوعًا للنظائر الأخف من ¹⁶ O هو تحلل β ^{+ [64] [65] [66]} لإنتاج النيتروجين، وأكثر طرق الاضمحلال شيوعًا للنظائر الأثقل من ¹⁸ O هو تحلل بيتا لإنتاج الفلور . ^[60]

العناصر العشرة الأكثر شيوعًا في مجرة ​​درب التبانة تم تقديرها طيفيًا (وليس وفقًا للمقياس) ^[67]

ز	عنصر	الكسر الكتلي بالأجزاء في المليون
1	هيدروجين	739,000	739000
2	الهيليوم	240,000	240000
8	الأكسجين	10,400	10400
6	الكربون	4,600	4600
10	نيون	1,340	1340
26	حديد	1,090	1090
7	نتروجين	960	960
14	السيليكون	650	650
12	المغنيسيوم	580	580
16	الكبريت	440	440

الأكسجين هو العنصر الكيميائي الأكثر وفرة من حيث الكتلة في الغلاف الحيوي للأرض والهواء والبحر والبر. الأكسجين هو ثالث أكثر العناصر الكيميائية وفرة في الكون، بعد الهيدروجين والهيليوم. ^[68] حوالي 0.9٪ من كتلة الشمس هو الأكسجين. ^[19] يشكل الأكسجين 49.2٪ من قشرة الأرض من حيث الكتلة ^[69] كجزء من مركبات الأكسيد مثل ثاني أكسيد السيليكون وهو العنصر الأكثر وفرة من حيث الكتلة في قشرة الأرض . وهو أيضًا المكون الرئيسي لمحيطات العالم (88.8٪ من حيث الكتلة). ^[19] غاز الأكسجين هو ثاني أكثر مكونات الغلاف الجوي للأرض شيوعًا ، حيث يشغل 20.8٪ من حجمه و23.1٪ من كتلته (حوالي 10 ¹⁵ طنًا). ^{[19] [70] [د]} الأرض غير عادية بين كواكب النظام الشمسي في وجود مثل هذا التركيز العالي من غاز الأكسجين في غلافها الجوي: المريخ (مع 0.1٪ O
₂من حيث الحجم) والزهرة أقل بكثير .
₂إن الغازات التي تحيط بهذه الكواكب تنتج فقط عن تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الجزيئات المحتوية على الأكسجين مثل ثاني أكسيد الكربون.

إن التركيز العالي غير المعتاد لغاز الأكسجين على الأرض هو نتيجة لدورة الأكسجين . تصف هذه الدورة الجيوكيميائية حركة الأكسجين داخل وبين خزاناته الرئيسية الثلاثة على الأرض: الغلاف الجوي والمحيط الحيوي والغلاف الصخري . العامل الرئيسي المحرك لدورة الأكسجين هو التمثيل الضوئي ، وهو المسؤول عن الغلاف الجوي للأرض الحديثة. يطلق التمثيل الضوئي الأكسجين في الغلاف الجوي، بينما يزيله التنفس والتحلل والاحتراق من الغلاف الجوي. في حالة التوازن الحالية، يحدث الإنتاج والاستهلاك بنفس المعدل. ^[71]

يوجد الأكسجين الحر أيضًا في المحلول في المسطحات المائية في العالم. وتؤدي زيادة قابلية ذوبان الأكسجين إلى زيادة
₂عند درجات حرارة أقل (انظر الخصائص الفيزيائية) لها آثار مهمة على الحياة في المحيطات، حيث تدعم المحيطات القطبية كثافة أعلى بكثير من الحياة بسبب محتواها العالي من الأكسجين. ^{[72] قد تحفز} المياه الملوثة بالمغذيات النباتية مثل النترات أو الفوسفات نمو الطحالب من خلال عملية تسمى التغذية الزائدة ، وقد يؤدي تحلل هذه الكائنات الحية والمواد الحيوية الأخرى إلى تقليل الأكسجين .
₂المحتوى في المسطحات المائية المغذية. يقيم العلماء هذا الجانب من جودة المياه عن طريق قياس الطلب الكيميائي الحيوي للمياه على الأكسجين ، أو كمية الأكسجين.
₂هناك حاجة إلى استعادته إلى تركيزه الطبيعي. ^[73]

يقيس علماء المناخ القديم نسبة الأكسجين-18 والأكسجين-16 في أصداف وهياكل الكائنات البحرية لتحديد المناخ قبل ملايين السنين (انظر دورة نسبة نظائر الأكسجين ). تتبخر جزيئات مياه البحر التي تحتوي على النظير الأخف ، الأكسجين-16، بمعدل أسرع قليلاً من جزيئات الماء التي تحتوي على الأكسجين-18 الأثقل بنسبة 12٪، ويزداد هذا التفاوت في درجات الحرارة المنخفضة. ^[74] خلال فترات انخفاض درجات الحرارة العالمية، يميل الثلج والأمطار من تلك المياه المتبخرة إلى أن تكون أعلى في الأكسجين-16، ويميل ماء البحر المتبقي وراءه إلى أن يكون أعلى في الأكسجين-18. ثم تدمج الكائنات البحرية المزيد من الأكسجين-18 في هياكلها العظمية وأصدافها أكثر مما لو كانت في مناخ أكثر دفئًا. ^[74] يقيس علماء المناخ القديم أيضًا هذه النسبة بشكل مباشر في جزيئات الماء في عينات قلب الجليد التي يبلغ عمرها مئات الآلاف من السنين.

قام علماء جيولوجيا الكواكب بقياس الكميات النسبية لنظائر الأكسجين في عينات من الأرض والقمر والمريخ والنيازك ، لكنهم لم يتمكنوا لفترة طويلة من الحصول على قيم مرجعية لنسب النظائر في الشمس ، والتي يُعتقد أنها مماثلة لتلك الموجودة في السديم الشمسي البدائي . أظهر تحليل رقاقة السيليكون المعرضة للرياح الشمسية في الفضاء والتي أعادتها مركبة جينيسيس الفضائية المحطمة أن الشمس لديها نسبة أعلى من الأكسجين 16 مقارنة بالأرض. يشير القياس إلى أن عملية غير معروفة استنفدت الأكسجين 16 من قرص الشمس من المواد الكوكبية الأولية قبل اندماج حبيبات الغبار التي شكلت الأرض. ^[75]

يقدم الأكسجين نطاقين للامتصاص الطيفي يبلغان ذروتهما عند الأطوال الموجية 687 و 760  نانومتر . اقترح بعض علماء الاستشعار عن بعد استخدام قياس الإشعاع القادم من مظلات النباتات في تلك النطاقات لتوصيف حالة صحة النبات من منصة الأقمار الصناعية . ^[76] يستغل هذا النهج حقيقة أنه في تلك النطاقات من الممكن التمييز بين انعكاس النباتات من فلورسنتها ، وهو أضعف بكثير. القياس صعب من الناحية الفنية بسبب انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء والبنية الفيزيائية للنباتات؛ ولكن تم اقتراحه كطريقة محتملة لمراقبة دورة الكربون من الأقمار الصناعية على نطاق عالمي.

في الطبيعة، يتم إنتاج الأكسجين الحر عن طريق انقسام الماء بفعل الضوء أثناء عملية التمثيل الضوئي المؤكسج . ووفقًا لبعض التقديرات، توفر الطحالب الخضراء والبكتيريا الزرقاء في البيئات البحرية حوالي 70% من الأكسجين الحر المنتج على الأرض، ويتم إنتاج الباقي بواسطة النباتات الأرضية. ^[77] تقديرات أخرى لمساهمة المحيطات في الأكسجين الجوي أعلى، في حين أن بعض التقديرات أقل، مما يشير إلى أن المحيطات تنتج حوالي 45% من الأكسجين الجوي للأرض كل عام. ^[78]

الصيغة الشاملة المبسطة لعملية التمثيل الضوئي هي ^[79]

6 CO2 ₊ 6 H
₂O + الفوتونات → C
₆ح
₁₂ا
₆+ 6 ا
₂

أو ببساطة

ثاني أكسيد الكربون + الماء + ضوء الشمس → الجلوكوز + الأكسجين

يحدث تطور الأكسجين الضوئي في الأغشية الثايلاكويدية للكائنات الحية الضوئية ويتطلب طاقة أربعة فوتونات . ^{[هـ] هناك العديد من} الخطوات المشاركة، ولكن النتيجة هي تكوين تدرج بروتوني عبر غشاء الثايلاكويد، والذي يستخدم لتخليق ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP) عن طريق الفسفرة الضوئية . [ ^80]
₂يتم إطلاق الباقي (بعد إنتاج جزيء الماء) في الغلاف الجوي. ^[f]

يستخدم الأكسجين في الميتوكوندريا في تكوين ATP أثناء الفسفرة التأكسدية . إن تفاعل التنفس الهوائي هو في الأساس عكس عملية التمثيل الضوئي ويمكن تبسيطه على النحو التالي:

ج
₆ح
₁₂ا
₆+ 6 ا
₂→ 6 CO2 ₊ 6 H
₂O + 2880 كيلوجول/مول

في الفقاريات ، O
₂ ينتشر عبر الأغشية في الرئتين وإلى خلايا الدم الحمراء . يرتبط الهيموجلوبين بالأكسجين.
₂، يتغير لونه من الأحمر المزرق إلى الأحمر الساطع ^[43] ( CO
₂يتم إطلاقه من جزء آخر من الهيموجلوبين من خلال تأثير بور ). تستخدم الحيوانات الأخرى الهيموسيانين ( الرخويات وبعض المفصليات ) أو الهيميريثرين ( العناكب والكركند ). ^[70] يمكن للتر من الدم أن يذيب 200 سم ³ من الأكسجين .
₂^[70] .

حتى اكتشاف الكائنات الحية المتعددة اللاهوائية ، ^[81] كان يُعتقد أن الأكسجين ضروري لجميع أشكال الحياة المعقدة. ^[82]

أنواع الأكسجين التفاعلية ، مثل أيون الأكسجين الفائق ( O2)^-
₂) وبيروكسيد الهيدروجين ( H
₂ا
₂)، هي منتجات ثانوية تفاعلية لاستخدام الأكسجين في الكائنات الحية. ^[70] تنتج أجزاء من الجهاز المناعي للكائنات الحية العليا بيروكسيدًا وأكسيدًا فائقًا وأكسجينًا أحاديًا لتدمير الميكروبات الغازية. تلعب أنواع الأكسجين التفاعلية أيضًا دورًا مهمًا في الاستجابة المفرطة الحساسية للنباتات ضد هجوم مسببات الأمراض. ^[80] الأكسجين ضار بالكائنات الحية اللاهوائية الإلزامية ، والتي كانت الشكل السائد للحياة المبكرة على الأرض حتى عام 1900.
₂بدأت تتراكم في الغلاف الجوي منذ حوالي 2.5 مليار سنة أثناء حدث الأكسجين العظيم ، أي بعد حوالي مليار سنة من الظهور الأول لهذه الكائنات الحية. ^{[83] [84]}

يستنشق الإنسان البالغ في حالة الراحة ما بين 1.8 إلى 2.4 جرام من الأكسجين في الدقيقة. ^[85] وهذا يعادل أكثر من 6 مليارات طن من الأكسجين الذي يستنشقه البشر سنويًا. ^[ز]

الضغوط الجزئية للأكسجين في جسم الإنسان ( _PO2 )

وحدة	ضغوط الغازات السنخية الرئوية	الأكسجين في الدم الشرياني	غاز الدم الوريدي
كيلو باسكال	14.2	11 [ساعة] -13 [ساعة]	4.0 [ساعة] -5.3 [ساعة]
مم زئبق	107	75 [86] -100 [86]	30 [87] -40 [87]

إن الضغط الجزئي للأكسجين الحر في جسم الكائن الفقاري الحي يكون أعلى في الجهاز التنفسي ، وينخفض ​​على طول أي نظام شرياني ، وأنسجة محيطية، وجهاز وريدي ، على التوالي. الضغط الجزئي هو الضغط الذي سيكون للأكسجين إذا احتل وحده الحجم. ^[88]

كان غاز الأكسجين الحر غير موجود تقريبًا في الغلاف الجوي للأرض قبل تطور البكتيريا والعتائق الضوئية، ربما منذ حوالي 3.5 مليار سنة. ظهر الأكسجين الحر لأول مرة بكميات كبيرة خلال حقبة الباليوبروتوزويك ( بين 3.0 و 2.3 مليار سنة مضت). ^[89] حتى لو كان هناك الكثير من الحديد المذاب في المحيطات عندما أصبح التمثيل الضوئي الأكسجيني أكثر شيوعًا، يبدو أن تكوينات الحديد المخططة تم إنشاؤها بواسطة بكتيريا مؤكسدة للحديد أنوكسينية أو ميكرو إيروفيلية والتي هيمنت على المناطق العميقة من المنطقة الضوئية ، بينما غطت البكتيريا الزرقاء المنتجة للأكسجين المياه الضحلة. ^[90] بدأ الأكسجين الحر في الخروج من المحيطات منذ 3-2.7 مليار سنة، ووصل إلى 10٪ من مستواه الحالي منذ حوالي 1.7 مليار سنة. ^{[89] [91]}

ربما كان وجود كميات كبيرة من الأكسجين المذاب والحر في المحيطات والغلاف الجوي سبباً في انقراض معظم الكائنات الحية اللاهوائية الموجودة أثناء حدث الأكسجين العظيم ( كارثة الأكسجين ) منذ حوالي 2.4 مليار سنة. التنفس الخلوي باستخدام الأكسجين
₂تمكن الكائنات الحية الهوائية من إنتاج ATP أكثر بكثير من الكائنات الحية اللاهوائية. ^[92] التنفس الخلوي للأكسجين
₂يحدث في جميع حقيقيات النوى ، بما في ذلك جميع الكائنات الحية متعددة الخلايا المعقدة مثل النباتات والحيوانات.

منذ بداية العصر الكامبري قبل 540 مليون سنة، كان الأكسجين الجوي
₂تقلبت مستويات الأكسجين الجوي بين 15% و30% من حيث الحجم. ^[93] نحو نهاية العصر الكربوني (منذ حوالي 300 مليون سنة)
₂وصلت المستويات إلى حد أقصى قدره 35% من حيث الحجم، ^[93] وهو ما قد يكون ساهم في الحجم الكبير للحشرات والبرمائيات في هذا الوقت. ^[94]

لقد ساهمت التغيرات في تركيز الأكسجين في الغلاف الجوي في تشكيل المناخات السابقة. فعندما انخفض الأكسجين، انخفضت كثافة الغلاف الجوي، مما أدى بدوره إلى زيادة تبخر السطح، مما تسبب في زيادة هطول الأمطار وارتفاع درجات الحرارة. ^[95]

بالمعدل الحالي لعملية التمثيل الضوئي، سيستغرق الأمر حوالي 2000 عام لتجديد الأكسجين بالكامل.
₂في الجو الحالي. ^[96]

من المتوقع أن يستمر الأكسجين على الأرض لمدة مليار عام تقريبًا. ^{[97] [98]}

في مجال علم الأحياء الفلكي وفي البحث عن حياة خارج كوكب الأرض ، يعد الأكسجين علامة حيوية قوية . ومع ذلك، قد لا يكون علامة حيوية محددة، حيث من الممكن أن يتم إنتاجه بشكل غير حيوي على الأجرام السماوية من خلال عمليات وظروف (مثل الغلاف المائي الغريب ) تسمح بوجود الأكسجين الحر، ^{[99] [100] [101]} مثل الغلاف الجوي الرقيق للأكسجين في أوروبا وجانيميد . ^[102]

مائة مليون طن من الأكسجين
₂يتم استخراج النيتروجين من الهواء للاستخدامات الصناعية سنويًا بطريقتين أساسيتين. ^[20] الطريقة الأكثر شيوعًا هي التقطير الكسري للهواء المسال، مع النيتروجين
₂ التقطير على شكل بخار أثناء O
₂يُترك على شكل سائل. ^[20]

الطريقة الأساسية الأخرى لإنتاج الأكسجين هي
₂يتم تمرير تيار من الهواء النظيف والجاف من خلال سرير واحد من زوج من المناخل الجزيئية المتطابقة المصنوعة من الزيوليت ، والتي تمتص النيتروجين وتوصل تيارًا من الغاز يحتوي على 90% إلى 93% من الأكسجين.
₂^[20] في نفس الوقت ، يتم إطلاق غاز النيتروجين من فراش الزيوليت المشبع بالنيتروجين الآخر، عن طريق تقليل ضغط تشغيل الغرفة وتحويل جزء من غاز الأكسجين من فراش المنتج من خلاله، في الاتجاه المعاكس للتدفق. بعد وقت دورة محدد، يتم تبادل تشغيل السريرين، مما يسمح بضخ إمداد مستمر من الأكسجين الغازي عبر خط أنابيب. يُعرف هذا باسم الامتزاز المتأرجح للضغط . يتم الحصول على غاز الأكسجين بشكل متزايد من خلال هذه التقنيات غير المبردة (انظر أيضًا الامتزاز المتأرجح بالفراغ ذي الصلة ). ^[103]

يمكن أيضًا إنتاج غاز الأكسجين من خلال التحليل الكهربائي للماء إلى جزيئات أكسجين وهيدروجين. يجب استخدام الكهرباء المستمرة: إذا تم استخدام التيار المتردد، تتكون الغازات في كل طرف من الهيدروجين والأكسجين بنسبة انفجار 2:1. طريقة مماثلة هي التحفيز الكهربائي للأكسجين
₂التطور من الأكاسيد والأحماض الأكسوجينية . يمكن استخدام المحفزات الكيميائية أيضًا، كما هو الحال في مولدات الأكسجين الكيميائية أو شموع الأكسجين التي تُستخدم كجزء من معدات دعم الحياة في الغواصات، ولا تزال جزءًا من المعدات القياسية على الطائرات التجارية في حالة الطوارئ المتعلقة بخفض الضغط. طريقة أخرى لفصل الهواء هي إجبار الهواء على الذوبان من خلال الأغشية الخزفية القائمة على ثاني أكسيد الزركونيوم إما عن طريق الضغط العالي أو التيار الكهربائي، لإنتاج O نقي تقريبًا
₂الغاز. ^[73]

تتضمن طرق تخزين الأكسجين خزانات الأكسجين عالية الضغط ، والتبريد العميق والمركبات الكيميائية. ولأسباب اقتصادية، غالبًا ما يتم نقل الأكسجين بكميات كبيرة كسائل في صهاريج معزولة بشكل خاص، حيث أن لترًا واحدًا من الأكسجين المسال يعادل 840 لترًا من الأكسجين الغازي عند الضغط الجوي و20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت). ^[20] تُستخدم مثل هذه الصهاريج لإعادة تعبئة حاويات تخزين الأكسجين السائل بكميات كبيرة، والتي تقف خارج المستشفيات والمؤسسات الأخرى التي تحتاج إلى كميات كبيرة من غاز الأكسجين النقي. يمر الأكسجين السائل عبر مبادلات حرارية ، والتي تحول السائل المبرد إلى غاز قبل دخوله المبنى. يتم أيضًا تخزين الأكسجين وشحنه في أسطوانات أصغر تحتوي على الغاز المضغوط؛ وهو الشكل المفيد في بعض التطبيقات الطبية المحمولة واللحام والقطع بالأكسجين والوقود . ^[20]

امتصاص الأكسجين
₂إن الحصول على الأكسجين من الهواء هو الغرض الأساسي من التنفس ، لذا يتم استخدام مكملات الأكسجين في الطب . لا يعمل العلاج على زيادة مستويات الأكسجين في دم المريض فحسب، بل له أيضًا التأثير الثانوي المتمثل في تقليل مقاومة تدفق الدم في العديد من أنواع الرئتين المريضة، مما يخفف من عبء العمل على القلب. يستخدم العلاج بالأكسجين لعلاج انتفاخ الرئة والالتهاب الرئوي وبعض اضطرابات القلب ( قصور القلب الاحتقاني ) وبعض الاضطرابات التي تسبب زيادة ضغط الشريان الرئوي وأي مرض يضعف قدرة الجسم على امتصاص واستخدام الأكسجين الغازي. ^[104]

العلاجات مرنة بما يكفي لاستخدامها في المستشفيات أو منزل المريض أو بشكل متزايد بواسطة الأجهزة المحمولة. كانت خيام الأكسجين تُستخدم بشكل شائع في مكملات الأكسجين، ولكن تم استبدالها منذ ذلك الحين في الغالب باستخدام أقنعة الأكسجين أو القنيات الأنفية . ^[105]

يستخدم الطب عالي الضغط غرف أكسجين خاصة لزيادة الضغط الجزئي للأكسجين
₂حول المريض، وعند الحاجة، الطاقم الطبي. ^{[106] يتم أحيانًا معالجة} التسمم بأول أكسيد الكربون ، والغرغرينا الغازية ، ومرض تخفيف الضغط (الانحناءات) بهذا العلاج. ^[107] زيادة الأكسجين في الدم
₂يساعد التركيز في الرئتين على إزاحة أول أكسيد الكربون من مجموعة الهيم في الهيموجلوبين . ^{[108] [109]} غاز الأكسجين سام للبكتيريا اللاهوائية التي تسبب الغرغرينا الغازية، لذا فإن زيادة ضغطه الجزئي يساعد في قتلها. ^{[110] [111]} يحدث مرض تخفيف الضغط لدى الغواصين الذين يفكون الضغط بسرعة كبيرة بعد الغوص، مما يؤدي إلى تكوين فقاعات من الغاز الخامل، ومعظمها من النيتروجين والهيليوم، في الدم. يؤدي زيادة ضغط الأكسجين إلى زيادة خطر الإصابة بمرض تخفيف الضغط.
₂في أسرع وقت ممكن يساعد على إعادة إذابة الفقاعات مرة أخرى في الدم بحيث يمكن إخراج هذه الغازات الزائدة بشكل طبيعي من خلال الرئتين. ^{[104] [112] [113]} غالبًا ما يتم استخدام إعطاء الأكسجين العادي بأعلى تركيز متاح كإسعافات أولية لأي إصابة غوص قد تنطوي على تكوين فقاعات غاز خاملة في الأنسجة. هناك دعم وبائي لاستخدامه من دراسة إحصائية للحالات المسجلة في قاعدة بيانات طويلة الأجل. ^{[114] [115] [116]}

تطبيق لـ O
₂كغاز تنفس منخفض الضغط، يوجد في بدلات الفضاء الحديثة ، والتي تحيط بجسم راكبها بغاز التنفس. تستخدم هذه الأجهزة الأكسجين النقي تقريبًا عند حوالي ثلث الضغط الطبيعي، مما يؤدي إلى ضغط جزئي طبيعي للدم يبلغ O2.
₂. إن هذا التوازن بين تركيز الأكسجين الأعلى والضغط المنخفض ضروري للحفاظ على مرونة البدلة. ^{[117] [118]}

يعتمد الغواصون والغواصات الذين يستخدمون الغطس والسطح أيضًا على الأكسجين الذي يتم توصيله صناعيًا
₂تعمل الغواصات والغواصات وبدلات الغوص الجوية عادة عند الضغط الجوي العادي. يتم تنقية الهواء الذي يتم التنفس فيه من ثاني أكسيد الكربون عن طريق الاستخلاص الكيميائي ويتم استبدال الأكسجين للحفاظ على ضغط جزئي ثابت. يتنفس الغواصون الذين يعملون تحت ضغط محيطي خليطًا من الهواء أو الغازات مع نسبة أكسجين مناسبة لعمق التشغيل. الأكسجين النقي أو النقي تقريبًا
₂يقتصر الاستخدام في الغوص عند ضغوط أعلى من الضغط الجوي عادةً على أجهزة إعادة التنفس ، أو تخفيف الضغط على أعماق ضحلة نسبيًا (~6 أمتار عمق، أو أقل)، ^{[119] [120]} أو العلاج الطبي في غرف إعادة الضغط عند ضغوط تصل إلى 2.8 بار، حيث يمكن إدارة سمية الأكسجين الحادة دون خطر الغرق. يتطلب الغوص العميق تخفيفًا كبيرًا للأكسجين
₂مع غازات أخرى، مثل النيتروجين أو الهيليوم، لمنع سمية الأكسجين . ^[119]

الأشخاص الذين يتسلقون الجبال أو يطيرون في طائرات ثابتة الجناح غير مضغوطة يعانون أحيانًا من نقص الأكسجين الإضافي
₂الإمدادات. ^[i] تحتوي الطائرات التجارية المضغوطة على إمدادات طارئة من الأكسجين
₂يتم توفير الأكسجين تلقائيًا للركاب في حالة انخفاض ضغط المقصورة. يؤدي فقدان ضغط المقصورة المفاجئ إلى تنشيط مولدات الأكسجين الكيميائية فوق كل مقعد، مما يتسبب في سقوط أقنعة الأكسجين . يؤدي سحب الأقنعة "لبدء تدفق الأكسجين" وفقًا لتعليمات سلامة المقصورة، إلى دفع برادة الحديد إلى كلورات الصوديوم داخل العلبة. ^[73] ثم يتم إنتاج تيار ثابت من غاز الأكسجين عن طريق التفاعل الطارد للحرارة .

الأكسجين، باعتباره مادة مسببة للنشوة الخفيفة ، له تاريخ في الاستخدام الترفيهي في حانات الأكسجين وفي الرياضة . حانات الأكسجين هي مؤسسات تم تأسيسها في الولايات المتحدة منذ أواخر التسعينيات وتقدم مستويات أعلى من الأكسجين الطبيعي.
₂التعرض مقابل رسوم رمزية. ^[121] يذهب الرياضيون المحترفون، وخاصة في كرة القدم الأمريكية ، أحيانًا خارج الملعب بين المسرحيات لارتداء أقنعة الأكسجين لتعزيز الأداء. التأثير الدوائي مشكوك فيه؛ تأثير الدواء الوهمي هو التفسير الأكثر ترجيحًا. ^[121] تدعم الدراسات المتاحة تعزيز الأداء من الخلطات المخصبة بالأكسجين فقط إذا تم استنشاقها أثناء التمارين الهوائية . ^[122]

تشمل الاستخدامات الترفيهية الأخرى التي لا تتضمن التنفس تطبيقات الألعاب النارية ، مثل إشعال الشوايات في خمس ثوانٍ بواسطة جورج جوبل . ^[123]

يستهلك صهر خام الحديد وتحويله إلى فولاذ 55% من الأكسجين المنتج تجاريًا. ^[73] في هذه العملية، يتم إنتاج الأكسجين
₂يتم حقنه من خلال رمح عالي الضغط في الحديد المنصهر، والذي يزيل شوائب الكبريت والكربون الزائد كأكاسيد، SO2.
₂و CO
₂. التفاعلات طاردة للحرارة ، لذا ترتفع درجة الحرارة إلى 1700 درجة مئوية . ^[73]

تستخدم الصناعة الكيميائية 25% أخرى من الأكسجين المنتج تجاريًا. ^[73] يتفاعل الإيثيلين مع الأكسجين
₂لإنشاء أكسيد الإيثيلين ، والذي يتم تحويله بدوره إلى إيثيلين جليكول ؛ المادة المغذية الأساسية المستخدمة في تصنيع مجموعة كبيرة من المنتجات، بما في ذلك مانع التجمد وبوليمرات البوليستر (مواد أولية للعديد من البلاستيك والأقمشة ). ^[73]

يتم استخدام معظم نسبة 20% المتبقية من الأكسجين المنتج تجاريًا في التطبيقات الطبية وقطع المعادن واللحام ، كمؤكسد في وقود الصواريخ ، وفي معالجة المياه . ^[73] يستخدم الأكسجين في لحام الأكسجين والأسيتيلين ، وحرق الأسيتيلين مع الأكسجين.
₂لإنتاج لهب ساخن جدًا. في هذه العملية، يتم تسخين المعدن الذي يصل سمكه إلى 60 سم (24 بوصة) أولاً بلهب صغير من الأكسجين والأسيتيلين ثم يتم قطعه بسرعة بواسطة تيار كبير من الأكسجين.
₂^[124] .

حالة أكسدة الأكسجين هي -2 في جميع مركبات الأكسجين المعروفة تقريبًا. توجد حالة الأكسدة -1 في عدد قليل من المركبات مثل البيروكسيدات . ^[125] المركبات التي تحتوي على الأكسجين في حالات أكسدة أخرى نادرة جدًا: -1/2 ( فوق أكسيد )، -1/3 ( أوزونيدات )، 0 ( حمض هيبوفلورو عنصري ) ، +1/2 ( ديوكسيجينيل )، +1 ( ديأوكسجين ثنائي الفلوريد )، و+2 ( ديفلوريد الأكسجين ). ^[126]

الماء ( ح
₂O ) هو أكسيد الهيدروجين ومركب الأكسجين الأكثر شيوعًا. ترتبط ذرات الهيدروجين تساهميًا بالأكسجين في جزيء الماء ولكنها تتمتع أيضًا بجذب إضافي (حوالي 23.3 كيلوجول / مول لكل ذرة هيدروجين) لذرة أكسجين مجاورة في جزيء منفصل. ^[127] تربط هذه الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء بها بنسبة تقارب 15٪ تقريبًا مما قد يتوقعه المرء في سائل بسيط مع قوى فان دير فالس فقط . ^{[128] [ج]}

بسبب كهرسلبية الأكسجين، فإنه يشكل روابط كيميائية مع جميع العناصر الأخرى تقريبًا لإعطاء أكاسيد مقابلة. تتأكسد أسطح معظم المعادن، مثل الألومنيوم والتيتانيوم ، في وجود الهواء وتصبح مغطاة بطبقة رقيقة من الأكسيد الذي يجعل المعدن خاملًا ويبطئ المزيد من التآكل . العديد من أكاسيد المعادن الانتقالية هي مركبات غير متكافئة ، مع وجود معدن أقل قليلاً مما تظهره الصيغة الكيميائية . على سبيل المثال، يُكتب معدن FeO ( wüstite ) على النحو التالي ، حيث يكون x عادةً حوالي 0.05. ^[129]${\displaystyle {\ce {Fe}} _ {1-x}{\ce {O}}}$

يوجد الأكسجين في الغلاف الجوي بكميات ضئيلة على شكل ثاني أكسيد الكربون ( CO2).
₂تتكون صخور القشرة الأرضية في جزء كبير من أكاسيد السيليكون ( السيليكا SiO2 )
₂، كما هو موجود في الجرانيت والكوارتز )، والألمنيوم ( أكسيد الألومنيوم Al
₂ا
₃، في البوكسيت والكوراندوم )، الحديد ( أكسيد الحديد (III) Fe
₂ا
₃تتكون قشرة الأرض أيضًا من مركبات الأكسجين، وخاصة السيليكات المعقدة المختلفة ( في معادن السيليكات ) . يتكون وشاح الأرض، ذو الكتلة الأكبر بكثير من القشرة، إلى حد كبير من سيليكات المغنيسيوم والحديد .

السيليكات القابلة للذوبان في الماء على شكل Na
₄ثاني أكسيد السيليكون
₄، نا
₂ثاني أكسيد السيليكون
₃، ونا
₂سي
₂ا
₅تستخدم كمنظفات ومواد لاصقة . ^[130]

يعمل الأكسجين أيضًا كربيطة للمعادن الانتقالية، حيث يشكل معقدات ثنائي أكسجين المعادن الانتقالية ، والتي تتميز بوجود معدن- O.
₂. تتضمن هذه الفئة من المركبات بروتينات الهيموجلوبين والميوجلوبين . ^[131] يحدث تفاعل غريب وغير عادي مع PtF
₆، الذي يؤكسد الأكسجين ليعطي O ₂ ⁺ PtF ₆ ⁻ ، ثنائي أكسجينيل هيكسافلوروبلاتينات . ^[132]

من بين أهم فئات المركبات العضوية التي تحتوي على الأكسجين (حيث "R" هي مجموعة عضوية): الكحولات (R-OH)؛ الإيثرات (ROR)؛ الكيتونات (R-CO-R)؛ الألدهيدات (R-CO-H)؛ الأحماض الكربوكسيلية (R-COOH)؛ الإسترات (R-COO-R)؛ أنهيدريدات الأحماض (R-CO-O-CO-R)؛ والأميدات ( R-CO-NR
₂هناك العديد من المذيبات العضوية الهامة التي تحتوي على الأكسجين ومنها: الأسيتون ، الميثانول ، الإيثانول ، الأيزوبروبانول ، الفوران ، THF ، ثنائي إيثيل الأثير ، الديوكسان ، أسيتات الإيثيل ، DMF ، DMSO ، حمض الأسيتيك ، وحمض الفورميك . الأسيتون ( (CH3
₃)
₂CO ) والفينول ( C
₆ح
₅تُستخدم مركبات OH كمواد مغذية في تركيب العديد من المواد المختلفة. المركبات العضوية المهمة الأخرى التي تحتوي على الأكسجين هي: الجلسرين ، والفورمالديهايد ، والغلوتارالدهيد ، وحمض الستريك ، وأنهيدريد الأسيتيك ، والأسيتاميد . الإيبوكسيدات هي إيثرات تكون فيها ذرة الأكسجين جزءًا من حلقة من ثلاث ذرات. يوجد العنصر أيضًا في جميع الجزيئات الحيوية المهمة للحياة (أو الناتجة عنها).

يتفاعل الأكسجين تلقائيًا مع العديد من المركبات العضوية عند درجة حرارة الغرفة أو أقل في عملية تسمى الأكسدة الذاتية . ^[133] معظم المركبات العضوية التي تحتوي على الأكسجين لا يتم تصنيعها عن طريق التأثير المباشر للأكسجين
₂. المركبات العضوية المهمة في الصناعة والتجارة والتي يتم تصنيعها عن طريق الأكسدة المباشرة لمادة أولية تشمل أكسيد الإيثيلين وحمض البيروكسي أسيتيك . ^[130]

الأكسجين

المخاطر
تصنيف GHS :
الصور التوضيحية
بيانات المخاطر	ح272
بيانات تحذيرية	P220 ، P244 ، P370+P376 ، P403
NFPA 704 (الماس الناري)	0 0 1 ثور

يصنف معيار NFPA 704 غاز الأكسجين المضغوط على أنه غير ضار بالصحة وغير قابل للاشتعال وغير تفاعلي، ولكنه مؤكسد. يتم منح الأكسجين السائل المبرد (LOX) تصنيف خطر صحي 3 (لزيادة خطر فرط الأكسجين من الأبخرة المكثفة، وللمخاطر الشائعة في السوائل المبردة مثل قضمة الصقيع)، وجميع التصنيفات الأخرى هي نفسها مثل شكل الغاز المضغوط. ^[134]

غاز الأكسجين ( O
₂) يمكن أن تكون سامة عند ضغوط جزئية مرتفعة ، مما يؤدي إلى التشنجات ومشاكل صحية أخرى. ^{[119] [ك] [136]} تبدأ سمية الأكسجين عادة في الحدوث عند ضغوط جزئية تزيد عن 50 كيلو باسكال  (كيلو باسكال)، أي ما يعادل حوالي 50% من تركيبة الأكسجين عند الضغط القياسي أو 2.5 مرة من مستوى سطح البحر الطبيعي O
₂ضغط جزئي يبلغ حوالي 21 كيلو باسكال. هذه ليست مشكلة إلا بالنسبة للمرضى الذين يستخدمون أجهزة التنفس الصناعي ، حيث أن الغاز المزود من خلال أقنعة الأكسجين في التطبيقات الطبية يتكون عادة من 30-50% فقط من الأكسجين.
₂بالحجم (حوالي 30 كيلو باسكال عند الضغط القياسي). ^[13]

في وقت من الأوقات، كان يتم وضع الأطفال الخدج في حاضنات تحتوي على الأكسجين.
₂الهواء الغني بالأكسجين، ولكن تم التوقف عن هذه الممارسة بعد أن أصيب بعض الأطفال بالعمى بسبب ارتفاع محتوى الأكسجين بشكل كبير. ^[13]

التنفس النقي
₂في تطبيقات الفضاء، كما هو الحال في بعض بدلات الفضاء الحديثة، أو في المركبات الفضائية المبكرة مثل أبولو ، لا يسبب الأكسجين أي ضرر بسبب الضغوط الكلية المنخفضة المستخدمة. ^{[117] [137]} في حالة بدلات الفضاء، لا يسبب الأكسجين أي ضرر بسبب الضغوط الكلية المنخفضة المستخدمة.
₂يبلغ الضغط الجزئي في غاز التنفس، بشكل عام، حوالي 30 كيلو باسكال (1.4 مرة من المعدل الطبيعي)، والأكسجين الناتج
₂إن الضغط الجزئي في الدم الشرياني لرائد الفضاء أعلى قليلاً من الضغط الطبيعي لمستوى سطح البحر
₂الضغط الجزئي. ^[138]

يمكن أن تحدث سمية الأكسجين للرئتين والجهاز العصبي المركزي أيضًا في الغوص العميق والغوص المزود بالسطح . ^{[13] [119]} التنفس المطول لمزيج من الهواء مع الأكسجين
₂يمكن أن يؤدي الضغط الجزئي الذي يزيد عن 60 كيلو باسكال في النهاية إلى تليف رئوي دائم . ^[139] التعرض لغاز الأكسجين
₂قد يؤدي الضغط الجزئي الذي يزيد عن 160 كيلو باسكال (حوالي 1.6 ضغط جوي) إلى حدوث تشنجات (عادة ما تكون قاتلة للغواصين). يمكن أن تحدث تسممات الأكسجين الحادة (التي تسبب النوبات، وهي التأثير الأكثر خوفًا للغواصين) عن طريق استنشاق خليط هواء يحتوي على 21% من الأكسجين.
₂على عمق 66 مترًا (217 قدمًا) أو أكثر؛ يمكن أن يحدث نفس الشيء عن طريق استنشاق 100% من الأكسجين.
₂يبلغ ارتفاعه 6 أمتار فقط (20 قدمًا). ^{[139] [140] [141] [142]}

تعمل المصادر عالية التركيز للأكسجين على تعزيز الاحتراق السريع. وتنشأ مخاطر الحرائق والانفجارات عندما يتم وضع المؤكسدات المركزة والوقود بالقرب من بعضها البعض؛ ويلزم حدوث اشتعال، مثل الحرارة أو الشرارة، لتحفيز الاحتراق. ^[36] الأكسجين هو المؤكسد وليس الوقود.

الأكسجين المركز
₂سيسمح للاحتراق بالتقدم بسرعة وحيوية. ^{[36] ستعمل الأنابيب} الفولاذية وأوعية التخزين المستخدمة لتخزين ونقل الأكسجين الغازي والسائل كوقود؛ وبالتالي فإن تصميم وتصنيع الأكسجين
₂تتطلب الأنظمة تدريبًا خاصًا لضمان تقليل مصادر الاشتعال. ^[36] انتشر الحريق الذي أودى بحياة طاقم أبولو 1 في اختبار منصة الإطلاق بسرعة كبيرة لأن الكبسولة كانت مضغوطة بأكسجين نقي
₂ولكن عند ضغط أعلى قليلاً من الضغط الجوي، بدلاً من الضغط الطبيعي الذي يبلغ 1 ⁄ 3 والذي سيتم استخدامه في المهمة. ^{[l] [144]}

يمكن أن يؤدي تسرب الأكسجين السائل، إذا سُمح له بالتسرب إلى المواد العضوية، مثل الخشب ، والبتروكيماويات ، والإسفلت، إلى انفجار هذه المواد بشكل غير متوقع عند التأثير الميكانيكي اللاحق. ^[36]

• كوك، جيرهارد أ.؛ لور، كارول م. (1968). "الأكسجين" . في كليفورد أ. هامبل (المحرر). موسوعة العناصر الكيميائية . نيويورك: شركة راينولد بوك. ص 499-512. LCCN  68-29938.
• إمسلي، جون (2001). "الأكسجين". لبنات بناء الطبيعة: دليل من الألف إلى الياء للعناصر . أكسفورد، إنجلترا: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 297-304. رقم ISBN 978-0-19-850340-8.
• Raven, Peter H.; Evert, Ray F.; Eichhorn, Susan E. (2005). Biology of Plants (الطبعة السابعة). نيويورك: WH Freeman and Company Publishers. ص 115-127. ISBN 978-0-7167-1007-3.

• الأكسجين في الجدول الدوري للفيديوهات (جامعة نوتنغهام)
• العوامل المؤكسدة > الأكسجين
• خصائص الأكسجين (O2) واستخداماته وتطبيقاته
• مقالة روالد هوفمان عن "قصة O"
• WebElements.com – الأكسجين
• الأكسجين في برنامج In Our Time على قناة BBC
• معهد سكريبس: الأكسجين في الغلاف الجوي ينخفض ​​منذ 20 عامًا