ഓക്സിജൻ

മനുഷ്യനടക്കമുള്ള ജീവജാലങ്ങളുടെ പ്രാണൻ നിലനിർത്തുന്നതിന് അത്യാവശ്യമായ വാതകമാണ് ഓക്സിജൻ അഥവാ അമ്ലജനകം. ശ്വസിക്കുന്ന വാ‍യുവിലെ ഓക്സിജനുപയോഗിച്ചാണ് ജന്തുകോശങ്ങൾ ശരീരപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കാവശ്യമായ ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നത്. ഈ കാരണത്താൽ ഇതു പ്രാണവായു എന്ന പേരിലും അറിയപ്പെറ്റുന്നു. ഇന്ധനങ്ങളെ കത്താൻ സഹായിക്കുന്ന മൂലകം കൂടിയാണ് ഓക്സിജൻ. ഓക്സിജനുമായി സംയോജിക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ് ജ്വലനം തന്നെ.

ഓക്സിജൻ,  8O
General properties
Appearance
ദ്രാവക ഓക്സിജൻ
Standard atomic weight (Ar, standard)[15.99903, 15.99977] conventional: 15.999
ഓക്സിജൻ in the periodic table
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
 -
↑
O
↓
S
നൈട്രജൻ ← ഓക്സിജൻ → ഫ്ലൂറിൻ
Atomic number (Z)8
Groupgroup 16 (chalcogens)
Periodperiod 2
Blockp-block
Electron configuration1s2 2s2 2p4
Electrons per shell
2, 6
Physical properties
Phase at STPgas
Melting point54.36 K ​(-218.79 °C, ​-361.82 °F)
Boiling point90.20 K ​(-182.95 °C, ​-297.31 °F)
Density (at STP)1.429 g/L
Critical point154.59 K, 5.043 MPa
Heat of fusion(O2) 0.444 kJ/mol
Heat of vaporization(O2) 6.82 kJ/mol
Molar heat capacity(O2)
29.378 J/(mol·K)
Vapor pressure
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K)       61 73 90
Atomic properties
Oxidation states−1, −2, +1, +2
ElectronegativityPauling scale: 3.44
Ionization energies
  • (more)
Atomic radiusempirical: 60 pm
calculated: 48 pm
Covalent radius73 pm
Van der Waals radius152 pm
Color lines in a spectral range
Spectral lines of ഓക്സിജൻ
Other properties
Crystal structure ​cubic
Speed of sound(gas, 27 °C) 330 m/s
Thermal conductivity26.58x10-3  W/(m·K)
Magnetic orderingparamagnetic
CAS Number7782-44-7
Main isotopes of ഓക്സിജൻ
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct
16O 99.76% 16O is stable with 8 neutrons
17O 0.039% 17O is stable with 9 neutrons
18O 0.201% 18O is stable with 10 neutrons
വികസിത ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ നിന്നും

മറ്റു മൂലകങ്ങളുമായി അയോണികമോ സഹസംയോജകമോ ആയ ബന്ധത്തിൽ സംയുക്തരൂപത്തിലാണ് ഓക്സിജൻ ഭൂമിയിൽ കാണപ്പെടുന്നത്. അന്തരീക്ഷവായുവിൽ കൂടുതലുള്ള രണ്ടാമത്തെ മൂലകമാണ് ഓക്സിജൻ.


2.5 ശതകോടി വർഷങ്ങൾക്കു മുൻപു മുതൽ 1.6 ശതകോടി വർഷങ്ങൾ മുൻപു വരെയുള്ള കാലഘട്ടമായ പാലിയോപ്രോട്ടെറോസോയിക് യുഗത്തിലാണ് (Paleoproterozoic era) ഓക്സിജൻ സ്വതന്ത്രരൂപത്തിൽ ഭൂമിയിൽ ധാരാളമായി കാണപ്പെട്ടു തുടങ്ങിയത്. പരിണാമത്തിന്റെ ആദ്യഘട്ടങ്ങളിലെ അനേറോബിക് ജീവികളുടെ (Anaerobic organism) പ്രവർത്തനമാണ് ഇതിനു കാരണം. (ഇത്തരം ജീവികൾക്ക് ജീവിക്കാൻ ഓക്സിജൻ ആവശ്യമല്ലെന്നു മാത്രമല്ല, അവ ഓക്സിജനെ പുറത്തു വിടുകയും ചെയ്യുന്നു). അന്നു മുതലുള്ളതും ഇടക്ക് വംശനാശം വന്നതുമായ പലതരം ജീവജാലങ്ങളുടേയും പ്രവർത്തനമാണ് (ഉദാഹരണം: സസ്യങ്ങളിലെ പ്രകാശസംശ്ലേഷണം (photosynthesis)) അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഓക്സിജൻ സുലഭമാവാനുള്ള കാരണം. സമുദ്രത്തിലെ ആൽഗകളാണ്, ഭൂമിയിലെ സ്വതന്ത്രരൂപത്തിലുള്ള ഓക്സിജന്റെ നാലിൽ മൂന്നു ഭാഗവും ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കുന്നത്. ബാക്കി നാലിലൊന്ന് ഭൌമോപരിതലത്തിലുള്ള വൃക്ഷലതാദികളുടെ പ്രവർത്തനം മൂലവും.

ഗുണങ്ങൾ

അന്തരീക്ഷവായുവിന്റെ 21%-വും ഓക്സിജനാണ്. സസ്യങ്ങളിലെ പ്രകാശസംശ്ലേഷണം മൂലമാണ് ഭൂമിയിൽ ഇത് ഉണ്ടാകുന്നത്. ഓക്സിജന്റെ പ്രതീകം O-യും അണുസംഖ്യ 8 ഉം ആണ്. ഓക്സിജൻ ദ്വയാണുതന്മാത്രകളായാണ് സ്വതന്ത്രരൂപത്തിൽ പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്നത്. ഈ തന്മാത്രയെ ഡയോക്സിജൻ (dioxygen) എന്നും പറയാറുണ്ട്. O2 എന്നതാണ് ഇതിന്റെ രാസവാക്യം. ഇത്തരം തന്മാത്രകളിൽ രണ്ടു ഓക്സിജൻ അണുക്കൾ തമ്മിൽ ഇരട്ട സഹസംയോജകബന്ധമാണ് ഉള്ളത്.


ഓക്സിജന്റെ ഖര, ദ്രാവക രൂപങ്ങൾക്ക് ഇളം നീലനിറമാണ് ഉള്ളത്. ദ്രവവായുവിനെ ആംശിക സ്വേദനം (fractional distillation) നടത്തിയാണ് ദ്രവ ഓക്സിജൻ നിർമ്മിക്കുന്നത്. ഇത് കാന്തത്താൽ ശക്തമായി ആകർഷിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു വസ്തു കൂടിയാണ്. ഓക്സിജൻ, വളരെ ചെറിയ അളവിൽ ജലത്തിൽ ലയിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ ജലത്തിൽ ലയിച്ചു ചേർന്ന ഓക്സിജനാണ് ജലജീവികളുടെ ജീവന് ആധാരം.

അലോട്രോപ്പുകൾ
സാധാരണ ഓക്സിജൻ തന്മാത്രയുടെ (ഡയോക്സിജൻ) ഘടന

പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഓക്സിജന്റെ പലതരത്തിലുള്ള തന്മാത്രാ രൂപങ്ങൾ ഉണ്ട്. ഭൂമിയിൽ സാധാരണ കാണപ്പെടുന്നത് ഡയോക്സിജൻ എന്നും വിളിക്കപ്പെടുന്ന ദ്വയാണുതന്മാത്രകളാണ് (O2). സാധാരണ താപ മർദ്ദ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ള തന്മാത്രാരൂപവും ഇതാണ്.

ഓസോൺ തന്മാത്രയുടെ ഘടന

മൂന്നു ഓക്സിജൻ അണുക്കൾ ചേർന്ന അപൂർവ തന്മാത്രാരൂപമാണ് ഓസോൺ (Ozone). O3 എന്നതാണ് ഇതിന്റെ തന്മാത്രാ സമവാക്യം. തീക്ഷ്ണമായ ഗന്ധമുള്ള ഒരു വിഷവാതകമാണ് ഇത്. ഡയോക്സിജനെ അപേക്ഷിച്ച് സ്ഥിരതയും കുറവാണ്. ഹ്രസ്വതരംഗ അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന്റെ ഫലമായി, അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ മുകളിലത്തെ തട്ടുകളിൽ ഈ വാതകം രൂപം കൊള്ളുന്നുണ്ട്. ഭൂമിക്ക് അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു കവചമായും ഇത് വർത്തിക്കുന്നു. ശരീരത്തിൽ രോഗപ്രതിരോധത്തിനായും ഓസോൺ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്. ഓസോണിന്റെ ഖര ദ്രാവകരൂപങ്ങൾക്ക്, ഡയോക്സിജന്റേതിനേക്കാൾ കടുത്ത നീല നിറമാണ് ഉള്ളത്. കൂടാതെ ഇവ അസ്ഥിരവും സ്ഫോടനം ഉണ്ടാക്കുന്നവയുമാണ്.


നാലു ഓക്സിജൻ ആണുക്കൾ അടങ്ങിയ അർധസ്ഥിരതയുള്ള തന്മാത്രാരൂപമാണ് ടെട്രാ‍ഓക്സിജൻ (tetraoxygen). എട്ടു ഓക്സിജൻ ആണുക്കൾ അടങ്ങിയ കടും ചുവപ്പു നിറമുള്ള ‍ഒരു ഖരവസ്തുവാണ് O8. ഡയോക്സിജൻ തന്മാതകളെ 20Pa മർദ്ദത്തിന് വിധേയമാക്കിയാണ് ഇത് നിർമ്മിക്കുന്നത്. O2,O3 എന്നിവയെ അപേക്ഷിച്ച് ശക്തിയേറിയ ഓക്സീകാരിയാണ് ഇത്. റോക്കറ്റുകളിൽ ഇന്ധനമായി ഇതിനെ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള പഠനങ്ങൾ നടന്നു വരികയാണ്.

ഉപയോഗങ്ങൾ

ശ്വസനവും അതു സംബന്ധിച്ച മറ്റുപയോഗങ്ങളുമാണ് ഓക്സിജന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനമായ ഉപയോഗമേഖല. മറ്റുപയോഗങ്ങൾ:

  • ചികിത്സക്ക്-കൃത്രിമ ശ്വാസോച്ഛാസം നൽകുന്നതിന്, നൈട്രസ് ഓക്സൈഡുമായി ചേർത്ത് വേദനസംഹാരിയായും, അനസ്തേഷ്യക്കായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
  • കുറഞ്ഞ വായുമർദ്ദമുള്ള ഇടങ്ങളിൽ ശ്വസന സഹായത്തിന് - മലകയറുന്നവർക്കും, വായു മർദ്ദം ക്രമീകരിക്കാത്ത വിമാനങ്ങളിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നവർക്ക്.
  • മുങ്ങൽ വിദഗ്ദർക്ക്
  • വെൽഡിങ് - വെൽഡിങ്ങിനുപയോഗിക്കുന്ന ഓക്സി-അസെറ്റിലിൻ വാതകത്തിലെ ഒരു ഘടകമാണ് ഓക്സിജൻ. അസെറ്റിലിനെ കത്താൻ സഹായിക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ ധർമ്മം
  • ദ്രവ ഓക്സിജൻ റോക്കറ്റുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു - ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനും ചേർന്നാണ് ഇവിടെ ഊർജ്ജോൽപ്പാദനം നടക്കുന്നത്.
  • ഉരുക്ക്, മെഥനോൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിന്

ചരിത്രം

ഓക്സിജൻ എന്ന വാക്ക്, അമ്ലം അല്ലെങ്കിൽ മൂർച്ചയേറിയ എന്നർത്ഥമുള്ള ഓക്സിസ് (oxys) എന്നും ജനകം എന്നർത്ഥമുള്ള ജെനിസ് (genēs) എന്ന രണ്ടു ഗ്രീക്ക് പദങ്ങളിൽ നിന്നും ഉണ്ടായതാണ്. പതിനെട്ടാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യപാദത്തിൽ ഫ്രഞ്ചു ശാസ്ത്രജ്ഞനായിരുന്ന ആന്റൺ ലാവോസിയർ ആണ് അമ്ലജനകം എന്നർത്ഥത്തിൽ ഈ മൂലകത്തിനു പേരിട്ടത്. എല്ലാ അമ്ലങ്ങളിലും ഓക്സിജൻ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു എന്ന തെറ്റിദ്ധാരണയാണ് അദ്ദേഹത്തെ ഇതിലേക്കു നയിച്ചത്.


16-ആം നൂറ്റാണ്ടിലെ പോളിഷ് ആൽകെമിസ്റ്റും തത്വചിന്തകനുമായ മൈക്കൽ സെന്റിവോഗ്സ് ആണ് ഓക്സിജനെക്കുറിച്ച് ആദ്യമായി പരാമർശിച്ചിട്ടുള്ളത്.


1773-ൽ സ്വീഡിഷ് ഫാർമസിസ്റ്റ് ആയ കാൾ വിൽഹെം ഷീലി‍ ഇതിനെ കണ്ടെത്തിയെങ്കിലും തന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരുന്നില്ല. 1774 ഓഗസ്റ്റ് 1 ന് ജോസഫ് പ്രീസ്റ്റ്ലി സ്വതന്ത്രമായി ഓക്സിജൻ കണ്ടെത്തി. പ്രീസ്റ്റ്ലി തന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം 1775ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, എന്നാൽ 1777ൽ മാത്രമാണ് ഷീലി‍ ഇത് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത്. മെർക്കുറിക് ഓക്സൈഡിനെ ചൂടാക്കിയാണ് രണ്ടു പേരും ഓക്സിജനെ വേർതിരിച്ചത്. കത്തുന്നതിനെ സഹായിക്കുന്നതിനാൽ ഷീലി ഇതിനെ ‘അഗ്നിവാതകം‘ (fire air) എന്നു വിളിച്ചു. ജന്തു ജീവിതത്തിന് അത്യന്താപേഷിതമായതിനാൽ പിന്നീട് ഇത് ‘ജീവവായു‘ (vital air) എന്നായി മാറി.


പ്രീസ്റ്റ്ലിയുടെ പ്രസിദ്ധീകരണത്തിനു ശേഷം 1775-ലാണ് ലാവോസിയർ ഓക്സിജനു നാമകരണം നടത്തിയത്.

ലഭ്യത

പ്രപഞ്ചത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള മൂന്നാമത്തെ മൂലകമാണ് ഓക്സിജൻ. ഹൈഡ്രജനും ഹീലിയവും യഥാക്രമം ഒന്നും രണ്ടും സ്ഥാനങ്ങളീൽ നിൽക്കുന്നു. ഭൂവൽക്കത്തിൽ ഏറ്റവും കൂടുതലുള്ള മൂലകവും ഇതാണ്. ഭൂവൽക്കത്തിന്റെ ആകെ ഭാരത്തിന്റെ 49% ആണ് ഇതിന്റെ അളവ്. ഭൂമിയെ മൊത്തമായെടുത്താൽ അതിൽ ഓക്സിജന്റെ സ്ഥാനം രണ്ടാമതാണ് ഭൂമിയുടെ ആകെ ഭാരത്തിന്റെ 28% ഭാഗം ഓക്സിജനാണ്. സമുദ്രത്തിലേയും ഏറ്റവും അധികമുള്ള ഘടകവും ഇതു തന്നെയാണ് (86% ഭാരം). അന്തരീക്ഷവായുവിൽ ഇതിന്റെ സ്ഥാനം നൈട്രജനു പിന്നിൽ രണ്ടാമതും ആണ് (20.95%).


ഓക്സിജൻ സ്വതന്ത്രരൂപത്തിൽ അന്തരീക്ഷത്തിൽ മാത്രമല്ല, മറിച്ച് ജലത്തിൽ അലിഞ്ഞ നിലയിലും സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ 25°സെ. താപനിലയിൽ ഒരു ലിറ്റർ വെള്ളത്തിൽ 6.04 ക്യുബിക് സെന്റീമീറ്റർ (8.63 മില്ലി ഗ്രാം) ഓക്സിജൻ അലിഞ്ഞു ചേരുന്നു. കടൽജലത്തിൽ ഇത് 4.9 ക്യു.സെ.മീ.(7.0 മി.ഗ്രാം) മാത്രമാണ്. താപനില 0°സെൽ‌ഷ്യസിലെത്തിച്ചാൽ ഇത് യഥാക്രമം 10.29 ക്യു.സെ.മീ, 8.0 ക്യു.സെ.മീ എന്നിങ്ങനെയായി വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇക്കാരണം കൊണ്ട് തന്നെ ധ്രുവപ്രദേശങ്ങളിലെ സമുദ്രജലത്തിൽ ഓക്സിജന്റെ അളവ് കൂടുതലാണ്. അതുകൊണ്ടു തന്നെ അവിടങ്ങളിൽ ജലജീവികളുടെ എണ്ണവും താരതമ്യേന കൂടുതലാണ്.

സംയുക്തങ്ങൾ

ഓക്സിജന്റെ ഏറ്റവും സാധാരണ സംയുക്തം ജലം (H2O) തന്നെയാണ്. ഓക്സിജന്റെ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി വളരെ കൂടുതലായതിനാൽ മിക്കവാറും മൂലകങ്ങളുമായും ഇത് രാസപ്രവർത്തനത്തിലേർപ്പെടുന്നു. . ഉൽകൃഷ്ടവാതകങ്ങളും ഫ്ലൂറിനും, ക്ലോറിനും, ബ്രോമിനും മാത്രമാണ് ഓക്സിജനുമായി നേരിട്ട് പ്രവർത്തിക്കാത്ത മൂലകങ്ങൾ. ജലത്തെക്കൂടാതെ, കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്(CO2, വിവിധതരം ആൽക്കഹോളുകൾ(R-OH),കാർബോണിലുകൾ (R-CO-H/R-CO-R), കാർബോളിക് അമ്ലങ്ങൾ(R-COOH) എന്നിവയെല്ലാം ഓക്സിജന്റെ പ്രധാന സംയുക്തങ്ങളാണ്. ഓക്സിജൻ അടങ്ങിയ റാഡികലുകളായ ക്ലോറേറ്റ്(ClO3−), പെർക്ലോറേറ്റ്(ClO4−) , ക്രോമേറ്റ്(CrO42−), ഡൈക്രോമേറ്റ്(Cr2O72−), പെർമാംഗനേറ്റ്(MnO4−), നൈട്രേറ്റ്(NO3−) എന്നിവയൊക്കെ ശക്തിയേറിയ ഓക്സീകാരികളാണ്. ഇരുമ്പ് അന്തരീക്ഷവായുവുമായി പ്രവർത്തിച്ചുണ്ടാകുന്ന തുരുമ്പ് നമുക്ക് സുപരിചിതമായ ഒന്നാണ്.

മൂലകങ്ങളുടെ ആവർത്തനപ്പട്ടിക
H He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCa ScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSr YZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBaLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRaAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrRfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg

ക്ഷാര ലോഹങ്ങൾ ആൽക്കലൈൻ ലോഹങ്ങൾ ലാന്തനൈഡുകൾ ആക്റ്റിനൈഡുകൾ സംക്രമണ ലോഹങ്ങൾ മറ്റു ലോഹങ്ങൾ അർദ്ധലോഹങ്ങൾ അലോഹങ്ങൾ ഹാലൊജനുകൾ ഉൽകൃഷ്ട വാതകങ്ങൾ രാസസ്വഭാവം കൃത്യമായി മനസ്സിലാക്കാൻ പറ്റിയിട്ടില്ലാത്ത മൂലകങ്ങൾ
 
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.