¿Qué es el oxígeno?

El oxígeno es el elemento químico de número atómico 8 en la tabla periódica, donde se encuentra en el grupo 16, período 2 y bloque p. El nombre del oxígeno proviene de los vocablos griegos oxys (ὀξύς), que traduce “ácido”, y –gonos (γόνος), que traduce “generador” o “productor”, por lo que el neologismo oxígeno traduce “generados de ácidos”. Esto se debe a que anteriormente se creía que todos los ácidos debían contener oxígeno. Y si bien esto fue desmentido después, el nombre de este elemento se mantuvo. Este no metal tiene una masa atómica de 15,9994u y su configuración electrónica es [He]2s2sp4 (tiene dos electrones en su primer nivel y 6 en el siguiente).

Al igual que otros elementos como el hidrógeno, el nitrógeno, el carbono, el azufre y el fósforo, el oxígeno es un elemento que tiene un ciclo biogeoquímico en el planeta, transmitiéndose en sus diversas formas (como fosfatos y fosfenos) entre la atmósfera, la geósfera, y la biósfera. En esta última, el oxígeno molecular o dioxígeno (O2), es tomado de la atmósfera por los animales y los organismos con respiración aeróbica (ya sea pulmonar, branquial, traqueal, etc.) y llevado a sus células, emitiendo a cambio dióxido de carbono (CO2). Este último, también conocido como gas carbónico, es aprovechado por las plantas para llevar a cabo la fotosíntesis, con lo cual producen glucosa y oxígeno molecular de nuevo, reiniciando el ciclo.

Como propiedades atómicas, el oxígeno tiene una electronegatividad de 3,44 en la escala de Pauling, un radio atómico de 60pm (radio de Bohr), un radio de van der Waals de 152pm, un radio covalente de 73pm y estados de oxidación -2 y -1. Como propiedades físicas, el oxígeno se encuentra en estado gaseoso en condiciones ambientales ordinarias y tiene una densidad de 1,429 kg/m3, un punto de fusión de -223 °C, un punto de ebullición de -183 °C, una entalpía de vaporización de 6,8061 kJ/mol, una entalpía de fusión de 0,4384 kJ/mol y un volumen molar de 17,36×10-3 m3/mol. La estructura cristalina del oxígeno es cúbica, su calor específico es de 920 J/(K.kg), su conductividad térmica es de 0,02674 W/(K.m) y su velocidad del sonido es de 317 m/s a 20 °C. De los 17 isótopos conocidos del oxígeno, sólo 3 son estables: 16O, 17º y 18O.

La historia del oxígeno se remonta a 1608, cuando el inventor holandés Cornelius Drebbel descubrió que quemar salitre (KNO3) dejaba un gas como residuo, pero no identificó que se trataba de un elemento. Este mérito lo comparten el inglés Joseph Priestley, el sueco Carl Wilhelm Scheele, y algunos más le otorgan este mérito al francés Antoine Lavoisier. El primero recogió oxígeno en 1774 al apuntar un haz de luz solar concentrada en óxido de mercurio (HgO), notando que este gas facilitaba la respiración e incrementaba la combustión de una vela encendida; el segundo escribió sobre este gas en 1771, escrito que se dio a conocer a 1777; y el último reflexionó sobre la oxidación y la combustión, proponiendo el nombre de oxígeno.

Como otros gases, el oxígeno es un gas sin color ni olor. En nuestro planeta, es el segundo elemento más abundante de la atmósfera, después del nitrógeno, constituyendo el 21% de toda la atmósfera. De igual forma, tiene una gran abundancia en la corteza terrestre, donde concentra el 49,2%. Así, además del oxígeno molecular (O2) presente en la atmósfera, podemos encontrar oxígeno en forma de agua (H2O) en los océanos, los ríos y demás fuentes hídricas, y en la biósfera, dentro de los organismos. Los altos niveles de oxígeno atmosférico se originaron en la Tierra hace aproximadamente 2.000 millones de años, acumulándose en la atmósfera debido a la fotosíntesis masiva de las cianobacterias que poblaban el planeta por aquel entonces.

El oxígeno tiene un papel fundamental para la vida en nuestro planeta, pues de él depende la respiración celular. Más allá de este papel biológico, el oxígeno se utiliza en la industria metalúrgica para fabricar acero, cortar metales y realizar soldadura de oxiacetileno. También se utiliza para la producción de químicos, como el peróxido de hidrógeno y el ácido nítrico. Se usa además para producir poliéster, cloroeteno y epoxienato. El oxígeno se puede aislar destilando el aire líquido de la atmósfera, filtrando el aire con una zeolita, filtrando el aire por una membrana cerámica o por medio de la electrólisis del agua.