Sauerstoff
Sauerstoff (auch Oxygenium, kurz Oxygen, genannt; gebildet aus altgriechisch ὀξύς oxýs „scharf, spitz, sauer“ und -gen, zusammen „Säureerzeuger, Säurebildner“) ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol O. Entsprechend seiner Ordnungszahl 8 steht es an achter Stelle im Periodensystem und dort zusammen mit den Elementen Schwefel, Selen, Tellur, Polonium und Livermorium, die die Chalkogene bilden, in der sechsten Hauptgruppe, bzw. 16. IUPAC-Gruppe. Sauerstoff ist bezüglich der Masse mit 48,9 % das häufigste Element der Erdkruste, das häufigste Element der Erdhülle und mit rund 30 % das zweithäufigste Element der Erde insgesamt (Eisen ist an 1. Stelle).
| Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Allgemein | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Name, Symbol, Ordnungszahl | Sauerstoff, O, 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elementkategorie | Nichtmetalle | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Gruppe, Periode, Block | 16, 2, p | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Aussehen | Farbloses Gas | ||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS-Nummer |
7782-44-7 (O2) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| EG-Nummer | 231-956-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ECHA-InfoCard | 100.029.051 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| ATC-Code |
V03AN01 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Massenanteil an der Erdhülle | 49,4 % (1. Rang) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomar | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Atommasse | 15,999 (15,99903 – 15,99977) u | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Atomradius (berechnet) | 60 (48) pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kovalenter Radius | 73 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Van-der-Waals-Radius | 152 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronenkonfiguration | [He] 2s2 2p4 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 1. Ionisierungsenergie | 13.618055(7) eV ≈ 1313.94 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 2. Ionisierungsenergie | 35.12112(6) eV ≈ 3388.67 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 3. Ionisierungsenergie | 54.93554(12) eV ≈ 5300.47 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 4. Ionisierungsenergie | 77.41350(25) eV ≈ 7469.27 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 5. Ionisierungsenergie | 113.8990(5) eV ≈ 10989.6 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 6. Ionisierungsenergie | 138.1189(21) eV ≈ 13326.4 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Physikalisch | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | gasförmig (O2) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Kristallstruktur | kubisch | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Dichte | 1,429 kg · m−3 bei 273,15 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Magnetismus | paramagnetisch (χm = 1,9 · 10−6) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 54,8 K (−218,3 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Siedepunkt | 90,15 K (−183 °C) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Verdampfungsenthalpie | 6,82 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schmelzenthalpie | 0,222 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Schallgeschwindigkeit | 317,5 m·s−1 bei 293 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Spezifische Wärmekapazität | 920 J·kg−1·K−1 bei 298 K | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Wärmeleitfähigkeit | 0,02658 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemisch | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Oxidationszustände | −2, −1, 0, +1, +2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Normalpotential | 1,23 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativität | 3,44 (Pauling-Skala) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Weitere Isotope siehe Liste der Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||
| NMR-Eigenschaften | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||||||||||||||||||||||||
Unter Normalbedingung tritt Sauerstoff in Form eines kovalenten Homodimers auf, also einer Verbindung aus zwei Sauerstoff-Atomen und mit der Summenformel O2, bezeichnet als molekularer Sauerstoff, Dioxygen oder Disauerstoff. Es ist ein farb- und geruchloses Gas, das in der Luft zu 20,942 % enthalten ist. Es ist an vielen Verbrennungs- und Korrosionsvorgängen beteiligt. Fast alle Lebewesen benötigen Sauerstoff zum Leben (in der Regel geben Pflanzen aber während der Photosynthese mehr Sauerstoff ab, als sie verbrauchen). Sie entnehmen ihn meistens durch Atmung aus der Luft oder durch Resorption aus Wasser (gelöster Sauerstoff). In hohen Konzentrationen dagegen ist er für die meisten Lebewesen giftig.
Die metastabile, energiereiche und reaktive allotrope Form aus drei Sauerstoffatomen (O3) wird Ozon genannt.
Atomarer Sauerstoff, das heißt Sauerstoff in Form freier, einzelner Sauerstoffatome, kommt stabil nur unter extremen Bedingungen vor, beispielsweise im Vakuum des Weltalls oder in heißen Sternatmosphären. Er hat jedoch eine wesentliche Bedeutung als reaktives Zwischenprodukt in vielen Reaktionen der Atmosphärenchemie.