Symbol tlenu — O i wzór cząsteczki

Symbol tlenu to O, od łacińskiej nazwy oxygenium. Cząsteczka tlenu ma wzór O₂, bo pierwiastek ten występuje jako dwuatomowy.

Podstawowe dane

• Symbol — O
• Liczba atomowa — 8
• Masa atomowa — około 16 u
• Grupa — 16, zwana tlenowcami
• Wartościowość — najczęściej II

Symbol a wzór cząsteczki

Litera O oznacza pojedynczy atom, a zapis O₂ cząsteczkę złożoną z dwóch atomów. W równaniach reakcji tlen zapisuje się jako O₂, bo w takiej postaci występuje w powietrzu.

Pomylenie tych zapisów zmienia sens równania. Zapis O sugerowałby tlen atomowy, który jest bardzo reaktywny i występuje jedynie przejściowo — w zwykłych warunkach nie da się go zgromadzić.

Odmiany tlenu

Poza O₂ istnieje ozon o wzorze O₃, złożony z trzech atomów. Ma inne właściwości i inny zapach, choć zbudowany jest z tego samego pierwiastka.

Zjawisko występowania pierwiastka w kilku postaciach nazywa się alotropią. Podobnie zachowuje się węgiel, tworzący grafit, diament i fulereny — o różnicy decyduje sposób połączenia atomów, a nie ich rodzaj.

Znaczenie tlenu

Tlen stanowi około jednej piątej objętości powietrza i jest niezbędny do oddychania oraz spalania. Wchodzi też w skład wody i większości minerałów skorupy ziemskiej.

Pod względem masy jest najpowszechniejszym pierwiastkiem skorupy ziemskiej, wyprzedzając krzem i glin. Kojarzy się z gazem, ale zdecydowana większość tlenu na Ziemi jest związana w skałach, a nie obecna w atmosferze.

Otrzymywanie tlenu

• Rozkład nadtlenku wodoru — wobec tlenku manganu IV
• Rozkład chloranu potasu — przez ogrzewanie
• Elektroliza wody — tlen na anodzie
• Skraplanie powietrza — metoda przemysłowa

Ostatnia metoda wykorzystuje różne temperatury wrzenia składników powietrza. Azot odparowuje wcześniej niż tlen, dzięki czemu można je rozdzielić — proces ten nazywa się destylacją frakcyjną skroplonego powietrza.

Wykrywanie tlenu

Klasyczną próbą jest wprowadzenie tlącego się łuczywa do naczynia z gazem. W obecności tlenu łuczywo zapala się jasnym płomieniem.

Doświadczenie to pokazuje, że tlen sam nie pali się, lecz podtrzymuje palenie. Rozróżnienie jest istotne merytorycznie: gaz palny spala się, wydzielając ciepło, a tlen umożliwia spalanie innych substancji, uczestnicząc w reakcji jako utleniacz.

Tlen w związkach chemicznych

W większości związków tlen ma stopień utlenienia minus dwa. Wyjątkiem są nadtlenki, gdzie wynosi minus jeden, oraz związki z fluorem, gdzie jest dodatni.

Reguła ta jest podstawą wyznaczania stopni utlenienia pozostałych pierwiastków w związku. Skoro suma stopni w cząsteczce obojętnej wynosi zero, znajomość wartości dla tlenu pozwala obliczyć resztę — właśnie dlatego wprowadza się ją na początku nauki o reakcjach utleniania i redukcji.