ما هو غاز الأكسجين؟ - في النص التالي ، سنناقش كيفية اكتشاف هذا العنصر

يتكون الأكسجين من ذرتي أكسجين مرتبطتين معاً في جزيء ثنائي الذرات (O2)، وهو غاز عديم اللون والرائحة والطعم. يشكل الأكسجين حوالي 21% من الهواء الذي نتنفسه، وهو عنصر واسع الانتشار في الغلاف الجوي للأرض. الأكسجين يعتبر غازًا متفاعلاً للغاية، حيث يتفاعل بسهولة مع عناصر ومركبات أخرى من خلال تفاعلات كيميائية مختلفة، وهذه الخصائص تجعله حاسمًا لدعم الاحتراق، مما يسمح للمواد بالاحتراق وإطلاق الطاقة.

يمكن إدخال عنصر الأكسجين باعتباره العنصر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية. لا شك في أن أياً من العناصر الكيميائية لم يلعب دوراً أكثر أهمية من الأكسجين في تطوير الكيمياء. كان هذا الغاز الواهب للحياة قادرًا على إحداث اختراق هائل في الكيمياء في أواخر القرن الثامن عشر لم يكن ممكنًا من قبل. يمكن إدخال الأكسجين باعتباره العنصر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية. هذا العنصر ، الذي يتخذ شكل الجزيئات ثنائية الذرة في حالته الأكثر استقرارًا عند درجة الحرارة والضغط القياسيين ، هو غاز الأكسجين أو العنصر الأكثر حيوية للإنسان. بعد اكتشاف الأكسجين ، قُدرت كمية الأكسجين الموجود على الأرض بشكل عام بـ 46٪ ، وكميته في الهواء من حولنا 20٪. تقدر نسبة الأكسجين في المحيطات بـ 87٪ بسبب شراكة الأكسجين في تكوين جزيئات H2O. في النص التالي ، سنناقش كيفية اكتشاف هذا العنصر.

ينتج الأكسجين الجزيئي الطاقة في عملية حرق وتنفس الخلايا الهوائية. تحتوي العديد من الجزيئات العضوية في الكائنات الحية ، مثل البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون ، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من المركبات المعدنية في قشور الحيوانات والأسنان والعظام ، على ذرات أكسجين في حد ذاتها. تتكون معظم الكائنات الحية من الأكسجين ، لأن جسم الحيوان يتكون في الغالب من الماء ، والأكسجين هو لبنة البناء الرئيسية للماء. يتم توفير الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي للأرض بشكل مستمر من خلال عملية التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي يقوم ضوء الشمس من خلالها بتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين. من الناحية الكيميائية ، الأكسجين نشط للغاية وبالتالي لا يمكن أن يظل حراً وذريًا في الهواء النقي.

بالإضافة إلى الأكسجين الجزيئي ، فإن للأكسجين تشوهات أخرى ، بما في ذلك الأوزون. جزيء الأوزون قادر على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس ، ونتيجة لذلك ، تحمي طبقة الأوزون التي تغطي الأرض الحياة على الأرض من الأشعة فوق البنفسجية المدمرة. ومع ذلك ، فإن الأوزون الناتج بالقرب من سطح الأرض هو نتيجة ثانوية لتفاعل الضباب الدخاني ، وبالتالي يعتبر عاملًا ملوثًا. العديد من الجزيئات العضوية في الكائنات الحية، مثل البروتينات، الحمض النووي، الكربوهيدرات، الدهون، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من المركبات المعدنية في قواقع الحيوانات، الأسنان، والعظام، تحتوي على ذرات أكسجين في تركيبها. معظم الكائنات الحية تتكون من الأكسجين، لأن جسم الحيوان يتألف في الغالب من الماء، والأكسجين هو العنصر الأساسي لتركيب الماء.

الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض يُزود باستمرار من خلال عملية التمثيل الضوئي، العملية التي يحول فيها ضوء الشمس الماء وثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين. كيميائيًا، الأكسجين نشط للغاية وبالتالي لا يمكن أن يبقى حرًا وذريًا في الهواء النقي. بالإضافة إلى دوره في الاحتراق، يلعب غاز الأكسجين دورًا حيويًا في التنفس الخلوي، العملية التي يحول فيها الكائنات المغذيات إلى طاقة. خلال التنفس، يُستخدم الأكسجين من قبل الخلايا لتحطيم الجلوكوز وغيرها من الجزيئات، مما يفرج عن الطاقة لعمليات استقلابية مختلفة. كما يُستخدم غاز الأكسجين في مجالات وتطبيقات مختلفة، فهو ضروري للحام والقطع بالأكسجين، حيث يدعم احتراق درجات حرارة عالية. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الأكسجين في البيئات الطبية، مثل المستشفيات، لمساعدة المرضى الذين يعانون من صعوبات في التنفس أو بحاجة لدعم تنفسي. بشكل عام، غاز الأكسجين هو عنصر أساسي للحياة وله استخدامات عديدة في العمليات الطبيعية والصناعية.