Oxígeno molecular
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Oxígeno molecular El oxígeno es el elemento químico de número atómico 8 que constituye cerca de la quinta parte del aire atmosférico terrestre en su forma molecular O2. En esta forma molecular que está compuesta por dos átomos de este elemento, el oxígeno es un gas. Componente de la atmósfera (20%), disuelto en el agua. En la respiración celular es considerado como el aceptor final de electrones. En condiciones normales de presión y temperatura, dos átomos del elemento se enlazan para formar el dioxígeno, un gas diatómico incoloro, inodoro e insípido con fórmula O2. Esta sustancia comprende una importante parte de la atmósfera y resulta necesaria para sostener la vida terrestre.
Caracteríticas
El oxígeno forma parte del grupo de los anfígenos en la tabla periódica y es un elemento no metálico altamente reactivo que forma fácilmente compuestos (especialmente óxidos) con la mayoría de elementos, excepto con los gases nobles helio y neón. Asimismo, es un fuerte agente oxidante y tiene la segunda electronegatividad más alta de todos los elementos, solo superado por el flúor. Medido por su masa, el oxígeno es el tercer elemento más abundante del universo, tras el hidrógeno y el helio, y el más abundante en la corteza terrestre, formando prácticamente la mitad de su masa. Debido a su reactividad química, el oxígeno no puede permanecer en la atmósfera terrestre como elemento libre sin ser reabastecido constantemente por la acción fotosintética de los organismos que utilizan la energía solar para producir oxígeno elemental a partir del agua. El oxígeno elemental O2, solamente empezó a acumularse en la atmósfera después de la aparición de estos organismos, aproximadamente hace 2500 millones de años. El oxígeno diatómico constituye el 20,8 % del volumen de la atmósfera terrestre.
- Símbolo: O
- Configuración electrónica: 1s2 2s2 2p4
- Número atómico: 8
- Electrones por nivel: 2,6
- Masa atómica: 15,9994 ± 0,0004 u
Descubridores
El descubrimiento del oxígeno se produjo entre 1772 y 1773 por parte del químico sueco, de origen alemán, Karl Wilhelm Scheele (1742-1786). Por esa misma época, el británico Joseph Priestley (1733-1804), también descubrió el oxígeno de manera independiente, mientras que el francés Antoine Lavoisier (1743-1794), fue el primero en publicar un estudio sobre este elemento químico, en 1777.
Aplicación
Tanto en la Medicina como en la Industria o en la Ciencia el oxígeno se convierte en un elemento fundamental e indispensable para el desarrollo de las mismas. Así, por ejemplo, en el primer ámbito citado el elemento químico que nos ocupa es utilizado para mejorar la salud y el estado de pacientes que necesiten el mismo porque están sufriendo determinadas patologías o enfermedades. De esta manera, por ejemplo, en los centros médicos se utilizan los suplementos de oxígeno para poder aliviar o tratar a personas que se encuentran padeciendo tanto neumonías como enfisemas o incluso diversos tipos de insuficiencias cardíacas. En el caso de la industria, como hemos mencionado anteriormente, también se hace uso del elemento químico que nos ocupa. De manera más concreta, uno de las utilizaciones más generalizadas del mismo es en el ámbito de la fundición del hierro para poder obtener acero. No obstante, también se emplea para poder obtener productos textiles como el poliéster o incluso anticongelantes. El O2 se genera a partir del proceso de fotosíntesis de las plantas y es utilizado por los animales y los seres humanos en la respiración. El oxígeno puede encontrarse en forma líquida en los laboratorios y en forma sólida a partir de temperaturas menores a los -219º. A pesar de su importancia para la vida, el oxígeno puede ser letal para un ser humano si se lo aspira puro, puesto que generalmente se lo aspira en combinación con nitrógeno. También es tóxico cuando forma el compuesto químico denominado ozono.
Fotosíntesis y respiración
El oxígeno es liberado por las bacterias fotosintéticas, las algas y las plantas mediante la fotosíntesis. En el proceso inverso, los organismos aerobios mediante la respiración usan el oxígeno para convertir los nutrientes en energía (ATP). La disminución de oxígeno provoca hipoxemia y su falta total anoxia, lo que puede provocar la muerte del organismo.
En la naturaleza, el oxígeno no combinado se produce por la fotodescomposición del agua durante la fotosíntesis. Según algunas estimaciones, las algas verdes y las cianobacterias de ambientes marinos proporcionan alrededor del 70 % del producido en la Tierra, y las plantas terrestres, el resto.[1] Otros investigadores estiman que la contribución oceánica al oxígeno atmosférico es aún mayor, mientras que otros la sitúan por debajo, en torno a un 45 % del oxígeno atmosférico total del planeta cada año.[2]
Una fórmula global simplificada de la fotosíntesis es:[3]
La evolución fotolítica del oxígeno tiene lugar en las membranas tilacoides de los organismos fotosintéticos y requiere la energía de cuatro fotones.[nota 1] Están implicados muchos procesos, pero el resultado es la formación de un gradiente de un protón a través de la membrana tilacoide, que se usa para sintetizar adenosín trifosfato (ATP) por la fotofosforilación.[4] El O2 restante tras la oxidación de la molécula de agua se libera a la atmósfera.[nota 2]
El dioxígeno molecular es esencial para la respiración celular en todos los organismos aerobios, ya que las mitocondrias lo usan para ayudar a generar adenosín trifosfato durante la fosforilación oxidativa. La reacción para la respiración aerobia es básicamente lo contrario que la fotosíntesis y se simplifica de la siguiente forma:
En los vertebrados, el O2 se difunde por membranas pulmonares hacia los glóbulos rojos. La hemoglobina envuelve el O2 cambiando su color de un rojo azulado a un rojo brillante[5] (el CO2 se libera desde otra parte de la hemoglobina mediante el efecto Bohr). Otros animales usan la hemocianina (moluscos y algunos artrópodos) o la hemeritrina (arañas y langostas).[6] Un litro de sangre puede disolver 200 cm3 de O2.[6]
Las especies reactivas de oxígeno, como el ion superóxido (O2-) y el peróxido de hidrógeno, son peligrosos subproductos del uso de oxígeno en los organismos.[6] Algunas partes del sistema inmunitario de organismos más avanzados, sin embargo, crean peróxido, superóxido y oxígeno singlete para destruir microbios invasores. Las especies reactivas de oxígeno también tienen un rol importante en la respuesta hipersensible de las plantas contra ataques patógenos.[4]
Un adulto humano en reposo respira de 1,8 a 2,4 gramos de oxígeno por minuto.[nota 3] Sumada la cantidad inhalada por todas las personas del planeta, hace un total de 6000 millones de toneladas de oxígeno por año.{{#tag:ref|(1,8 gra
Fuente
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