關(guān)于氧氣的事實(shí) 哪些事實(shí)說明空氣中有氧氣 _關(guān)于

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吸氣……呼氣。啊。氧氣萬歲，這種元素使地球上的大部分生命都嗡嗡作響。
元素周期表中的第 8 號元素是一種無色氣體，占地球大氣的 21% 。因?yàn)樗鼰o處不在，氧氣很容易被認(rèn)為是沉悶和惰性的。事實(shí)上，它是最活潑的非金屬元素。
根據(jù)2007 年美國宇航局資助的一項(xiàng)研究，地球已經(jīng)被氧化了大約 23 億至 24 億年，并且水平至少在 25 億年前開始攀升。沒有人知道為什么這種對肺有益的氣體突然成為大氣的重要組成部分，但根據(jù)研究人員的說法，地球上的地質(zhì)變化可能導(dǎo)致光合作用生物產(chǎn)生的氧氣停留在周圍，而不是在地質(zhì)反應(yīng)中消耗掉。
基本信息

原子序數(shù)（原子核中的質(zhì)子數(shù)）：8
原子符號（在元素周期表上）：O
原子量（原子的平均質(zhì)量）：15.9994
密度：0.001429克每立方厘米
室溫相：氣體
熔點(diǎn)：負(fù)361.82華氏度（負(fù)218.79攝氏度）
沸點(diǎn)：負(fù) 297.31 華氏度（負(fù) 182.95 攝氏度）
同位素?cái)?shù)（具有不同中子數(shù)的相同元素的原子）：11；三穩(wěn)
最常見的同位素：O-16（99.757% 的自然豐度）

氣息氧氣是宇宙中第三豐富的元素。然而，它的反應(yīng)性使其在早期地球大氣層中相對罕見。
藍(lán)細(xì)菌是一種利用光合作用“呼吸”的生物，吸收二氧化碳并呼出氧氣，就像現(xiàn)代植物一樣。藍(lán)藻很可能是地球上第一個氧氣的原因，這一事件被稱為大氧化事件。
在地球大氣中形成大量氧氣之前，藍(lán)藻的光合作用可能已經(jīng)開始了。2014 年 3 月發(fā)表在《自然地球科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在南非發(fā)現(xiàn)的 29.5 億年前的巖石中含有氧化物，這些氧化物需要游離氧才能形成。這些巖石最初位于淺海，這表明光合作用產(chǎn)生的氧氣在大約 50 億年前就開始在海洋環(huán)境中積累，然后在大約 25 億年前開始在大氣中積累。
今天的生命嚴(yán)重依賴氧氣，但這種元素在大氣中的最初積累簡直就是一場災(zāi)難。新大氣導(dǎo)致厭氧菌大量滅絕，厭氧菌是不需要氧氣的生物。在氧氣存在下無法適應(yīng)或生存的厭氧菌在這個新世界中死亡。
根據(jù)英國皇家化學(xué)會(RSC)的說法，人類第一次知道氧氣作為一種元素的存在是在 1608 年，當(dāng)時荷蘭發(fā)明家 Cornelius Drebbel 報(bào)告說，加熱硝石（硝酸鉀）會釋放出一種氣體。這種氣體的身份一直是個謎，直到 1770 年代三位化學(xué)家或多或少地同時發(fā)現(xiàn)了它。英國化學(xué)家和牧師約瑟夫·普里斯特利通過將陽光照射在氧化汞上并收集反應(yīng)中的氣體來分離氧氣。他指出，根據(jù) RSC 的說法，由于氧氣在燃燒中的作用，蠟燭在這種氣體中燃燒得更亮。
Priestly 于 1774 年發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)，擊敗了瑞士科學(xué)家 Carl Wilhelm Steele，后者實(shí)際上在 1771 年分離了氧氣并撰寫了相關(guān)文章，但并未發(fā)表該作品。氧的第三位發(fā)現(xiàn)者是法國化學(xué)家安托萬-洛朗·德·拉瓦錫，他給這種元素起了名字。這個詞來自希臘語“oxy”和“genes”，意思是“酸形成” 。
氧總共有八個電子，兩個在原子內(nèi)殼的原子核中運(yùn)行，六個在最外層的軌道上運(yùn)行。最外層總共可以容納八個電子，這解釋了氧氣與其他元素反應(yīng)的傾向：它的外殼是不完整的，因此電子可以自由獲取（和給予）。
它是什么

作為氣體，氧氣是透明的。但作為液體，它是淡藍(lán)色的。
如果你想知道在液氧池中游泳會是什么樣子，答案是：非常非常冷。氧氣必須降至負(fù) 297.3 F（負(fù) 183.0 C）才能液化，所以凍傷是個問題。
氧氣太少是有問題的。太多了。根據(jù)佛羅里達(dá)大學(xué)的說法，呼吸 80% 的氧氣超過 12 小時會刺激呼吸道，并最終導(dǎo)致致命的液體積聚或水腫。
氧氣是一種堅(jiān)韌的餅干：2012 年發(fā)表在《物理評論快報(bào)》雜志上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，氧氣分子 (O2) 可以承受比大氣壓高 1900 萬倍的壓力。
2009 年，在珠穆朗瑪峰附近測量到人類血液中的最低氧氣含量。登山者的平均動脈氧氣含量為 3.28 千帕。將其與 12 到 14 千帕的正常值相比，登山術(shù)語“死亡地帶”就很有意義了。研究結(jié)果發(fā)表在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上。
謝天謝地，這里有 21% 的氧氣。大約 3 億年前，當(dāng)氧氣含量達(dá)到 35% 時，昆蟲能夠長得超大：想想翼展像鷹一樣的蜻蜓。

目前的研究隨著碳 12 核和氦 4 核（也稱為 α 粒子）的融合，氧氣在恒星的心臟中形成。然而，直到最近，科學(xué)家們才能夠窺探氧核并解開其結(jié)構(gòu) 。
2014 年 3 月，北卡羅來納州立大學(xué)物理學(xué)家 Dean Lee 和他的同事報(bào)告說，他們已經(jīng)弄清楚了氧 16 的核結(jié)構(gòu)，氧 16 是最常見的氧同位素，處于基態(tài)（所有電子處于最低可能的能級）并處于其第一個激發(fā)態(tài)（下一個能級上升）。
為什么這樣的事情很重要？嗯，要了解恒星中的原子核是如何形成的，從碳到氧再到更重的元素，就是要了解宇宙的基本組成部分是如何結(jié)合在一起的。Lee 和他的團(tuán)隊(duì)最初發(fā)現(xiàn)，具有六個質(zhì)子和六個中子的碳 12 分子的原子核實(shí)際上是由三個粒子簇組成的，每個粒子簇都有兩個質(zhì)子和兩個中子。研究人員推斷，如果碳 12 有三個所謂的 α 星團(tuán)，那么氧 16 很可能有四個，因?yàn)樗邪藗€質(zhì)子和八個中子。
使用超級計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)值晶格，研究人員能夠看到氧 16 核中的粒子如何排列自己。他們發(fā)現(xiàn)，在氧16的基態(tài)中，確實(shí)有四個α星團(tuán)，整齊地排列成一個四面體。
這些α星團(tuán)有點(diǎn)像這四個粒子或這些核子的小模糊球體，這些模糊球體喜歡通過某種表面相互作用相互接觸。四面體配置使它們變得漂亮和舒適。
但還有另一個量子謎團(tuán)等待解開。氧 16 的基態(tài)和第一個激發(fā)態(tài)有一個不同尋常的特征。它們都具有相同的自旋，一個表示粒子如何旋轉(zhuǎn)的值。它們也都具有正平價，這是一種表示對稱的方式。想象一下在整個宇宙中左右顛倒，但必須使亞原子粒子保持相同的形狀。具有正宇稱的粒子將能夠看到這個鏡像宇宙并看到自己的本來面目。具有負(fù)奇偶性的粒子必須翻轉(zhuǎn)，以免它們最終像鏡子中的一行文字一樣向后倒退。
謎團(tuán)是為什么氧 16 的最低兩種狀態(tài)具有零自旋和正宇稱，因?yàn)檫@些狀態(tài)是不同的。
模擬給出了答案：在其激發(fā)狀態(tài)下，氧 16 重新排列其原子核，使其看起來一點(diǎn)也不像基態(tài) 。阿爾法粒子不是四面體排列，而是排列在正方形或接近正方形的平面中。
它們潛在的內(nèi)在結(jié)構(gòu)是不同的。完全不同的配置解釋了自旋和奇偶性如何保持不變，原子核采用不同的路徑得到相同的結(jié)果。
氧 16 核中還有更多的量子相互作用需要解開，還有更細(xì)粒度的細(xì)節(jié)有待發(fā)現(xiàn) 。
實(shí)際上，像原子核這樣的小東西內(nèi)部有很多有趣的東西。
另一類氧研究側(cè)重于元素在地球生命中的作用。南丹麥大學(xué)北歐地球演化中心的博士生丹尼爾米爾斯說，在大約 24 億年前的大氧化事件發(fā)生后不久，氧氣水平可能已經(jīng)達(dá)到或超過了今天的水平。動物生命直到很久以后才出現(xiàn)，最簡單的動物出現(xiàn)在大約 6 億年前。
盡管有理論認(rèn)為氧氣的增加為動物的存在鋪平了道路，但這個故事似乎要復(fù)雜得多。在 24 億年前地球氧氣水平的第一次顯著上升期間，動物并沒有出現(xiàn) 。2014 年 2 月，米爾斯和他的同事在 PNAS 雜志上報(bào)告說，現(xiàn)代海綿仍然可以呼吸、進(jìn)食，甚至在氧氣含量僅為當(dāng)今地球大氣中含量的 0.5% 至 4% 的情況下生長。
【關(guān)于氧氣的事實(shí) 哪些事實(shí)說明空氣中有氧氣】

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