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Sauerstoff

Chemie und Physik des chemischen Elements Sauerstoff



Sauerstoff Chemie

Sauerstoff - chemisches Symbol O, abgeleitet vom lateinischen Oxygenium; Ordnungszahl 8 - ist ein farbloses und geruchloses gasförmiges chemisches Element der 6. Hauptgruppe (Gruppe 16, Chalkogene).

 

Übersicht: Allgemeine Daten zum Sauerstoff

Bezeichnung:Sauerstoff Andere Namen:Oxygenium Symbol:O Ordnungszahl:8 Atommasse:15,999 u Atommassen-Intervall:15,99903 - 15,99977 u Periodensystem-Stellung:16. Gruppe, 6. Hauptgruppe, p-Block. Gruppen-Zugehörigkeit:Nichtmetalle, Chalkogene. Entdeckung:1771 - Carl Wilhelm Scheele. Namensgebung: 1777 - Antoine Lavoisier. Bedeutung des Namens:Aus dem Griechischen abgeleitet; sinngemäße Bedeutung: Sauer (oxys), Säure-Bildner (Oxygenium). Historische Bezeichnungen:Lebensluft, Feuerluft, dephlogistisierte Luft. Englischer Name:Oxygen CAS-Nummer:7782-44-7 InChI-Key:QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N

 

Das Sauerstoff-Atom

Das O-Atom - und damit das chemische Element Sauerstoff - besitzt 8 positiv geladene Protonen im Atomkern und - im ungeladenen Sauerstoff-Atom - die gleiche Anzahl an Elektronen in der Atomhülle.

Für Unterschiede bei den Atomkernen sorgen die Kernbausteine der Neutronen. Diese Atomsorten werden unter dem Begriff Sauerstoff-Isotope zusammengefasst (Isotopen-Daten: siehe dort).

Die irdischen Sauerstoff-Vorkommen bestehen aus einem Isotopengemisch aus drei verschiedenen Nukliden. Die relative Atommasse des Sauerstoffs wird mit 15,999 u angegeben.

 

Elektronenkonfiguration

SymbolOZKurzform1s2s2p
O8[He] 2s2 2p4 224

 

Ionisierungsenergien

Die folgende Tabelle listet die Bindungsenergien bzw. die Ionisierungsenergien IE des Sauerstoffs auf, also die erforderliche Energie in Elektronenvolt (eV), um ein bestimmtes Elektron von einem O-Atom zu trennen.

1. IE: 13,61805 eV2. IE: 35,1211 eV3. IE: 54,9355 eV4. IE: 77,41353 eV5. IE: 113,8990 eV6. IE: 138,1197 eV
7. IE: 739,29 eV8. IE: 871,4101 eV9. IE: eV10. IE: eV11. IE: eV12. IE: eV

 

Elektronenbindungsenergie

Die nachfolgende Tabelle listet die Elektronenbindungsenergien der einzelnen Sauerstoff-Elektronen in den jeweiligen Orbitalen auf. Die Werte sind in Elektronenvolt (eV) angegeben.

KLILIILIII
1s2s2p1/22p3/2
543,141,6

 

Weitere Daten

Atomradius:48 pm (berechnet)
60 pm (empirisch, nach Slater)
Kovalente Radien:66(2) pm (nach Cordero et al.)
63 pm (in Einfach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
57 pm (in Zweifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
53 pm (in Dreifach-Bindungen, nach Pyykkö et al.)
Van-der-Waals-Radius:152 pm Molvolumen:22,4134 L mol-1 Fluoreszenz-Ausbeute:ωK: 0,0069; ωL1: ; ωL2: ; ωL3: Termsymbol:3P0

 

Spektrallinien des Sauerstoffs

Die nachfolgende Abbildung zeigt ein Emissionsspektrum des Sauerstoffs mit den charakteristischen Spektrallinien im sichtbaren Wellenlängenbereich zwischen 400 und 700 nm:

Sauerstoff-Spektrallinien

 

 

Chemische Daten

Elektronegativität:3,44 nach Pauling
3,50 nach Allred-Rochow
3,610 nach Allen
3,0 nach Mulliken
3,46 nach Sanderson
8,7861 eV nach Gosh-Gupta
7,54 eV nach Pearson
Elektronaffinität:1,461 113 6(9) eV bzw. 140,976 0(2) kJ mol-1

 

Standardpotentiale

Normalpotential des Sauerstoffs:

E0 (V)NoxName Ox.Ox.e-Red.Name Red.Nox
-0,130SauerstoffO2 (g) + H++ e-HO2• (aq)Hydroperoxy-Radikal- I
0,4010SauerstoffO2 (g) + 2 H2O+ 4 e-4 OH-Hydroxy-Anion- II
1,2290Sauerstoff2 O2 (g) + 4 H++ 4 e-2 H2OWasser- II
1,51- 0,5Hydroperoxy-RadikalHO2• + H++ e-H2O2Wasserstoffperoxid- I
1,763- IWasserstoffperoxidH2O2 (aq) + 2 H++ 2 e-2 H2OWasser- II
2,01- IPeroxodisulfatS2O82-+ 2 e-2 SO42-Sulfat- II
2,0750OzonO3 + 2 H++ 2 e-O2 + H2OWasser- II

 

Material- und physikalische Eigenschaften des Sauerstoffs

Die nachfolgende Übersicht führt einige physikalische Daten sowie Materialeigenschaften des reinen Sauerstoffs auf.

Schmelzpunkt:- 218,79 °C Schmelzenthalpie (molar):0,444 kJ mol-1 Siedepunkt:- 182,962 °C Verdampfungsenthalpie:6,82 kJ mol-1 Wärmekapazität:29,378 J mol-1 K-1 (molar)
0,918 J g-1 K-1 (spezifisch) (Disauerstoff)
Thermische Leitfähigkeit:0,02658 W m-1 K-1 Dichte:1,429 g L -1; 0°C; 101,325 kPa, O2
1,141 g cm-3 (flüssig, am Siedepunkt)
Kritischer Punkt:-118,569 °C; 5,0430 MPa Tripelpunkt:-218,7916 °C; 0,1463 kPa Kristallstruktur:kubisch Magnetismus:paramagnetisch Magnetische Suszeptibilität:3449,0 × 10-6 cm3 mol-1 Schallgeschwindigkeit:330 m s-1 bei 27 °C Molare Standard-Entropie:205,2 J mol-1 K-1 (gasförmig)

 

 

Externe Informationsangebote



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Kategorie: Chemische Elemente

Aktualisiert am 16.04.2020.



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