MANUAL DE QUIMICA

ESTRUCTURA
En condiciones normales de presión y temperatura, el oxígeno es un gas incoloro e inodoro confórmula molecular O2, en el que dos átomos de oxígeno se enlazan con una configuración electrónica en estado triplete. Este enlace tiene un orden de enlace de dos y se suele simplificar en las descripciones como un enlace doble8 o como una combinación de un enlace de dos electrones ydos enlaces de tres electrones.9
El oxígeno triplete —no debe confundirse con el ozono, O3— es el estado fundamental de la molécula O2,10 que cuenta con dos electrones desparejados que ocupan dos orbitales moleculares degenerados.nota 1 Estos orbitales se clasifican como antienlaces —debilitan el orden de enlace de tres a dos—, de manera que el enlace del dioxígeno es más débil que el triple enlacedel nitrógeno diatómico, en el que todos los orbitales de los enlaces moleculares se rellenan, pero algunos orbitales de antienlace no lo están.
En su forma normal de triplete, las moléculas de O2 son paramagnéticas; es decir, que en presencia de un campo magnético forman un imán, debido al momento magnético del espín de los electrones desparejados en la molécula y la interacción de canje negativaentre moléculas de O2contiguas.11 Un imán atrae al oxígeno líquido hasta tal punto que, en demostraciones de laboratorio, un hilo de oxígeno líquido puede sostenerse contra su propio peso entre los polos de un imán potente. El oxígeno molecular singlete es un nombre dado a varias especies de O2 de mayor energía, en los que todos los espínes de los electrones se emparejan. Es mucho más reactivocon moléculas orgánicas habituales que el oxígeno molecular en sí mismo. En la naturaleza, el oxígeno singlete se suele formar con el agua en la fotosíntesis, usando la energía solar.14 También se produce en la troposfera a causa de la fotolisis del ozono por la luz de onda corta,15 así como por el sistema inmunitario como una fuente de oxígeno activo.16 En los organismos fotosintéticos —y posiblementetambién en los animales—, los carotenoides juegan un papel fundamental en la absorción de energía del oxígeno singlete y la conversión de este a su estado no excitado antes de que pueda causar daño a los tejidos
ALOTROPO
El alótropo más normal del oxígeno elemental es el llamado dioxígeno (O2), que tiene una longitud de enlace de 121 pm y una energía de enlace de 498 kJ•mol−1.18 Esta es la formaque usan las formas de vida complejas, como los animales, en su respiración celular (véase rol biológico) y es la forma que tiene una gran importancia en la composición de la atmósfera terrestre (véase Abundancia).
El trioxígeno (O3) se conoce habitualmente como ozono y es un alótropo muy reactivo, dañino para el tejido pulmonar.19 El ozono se produce en la atmósfera superior cuando el O2 secombina con el oxígeno atómico a causa de la división del O2 por la radiación ultravioleta.7 Ya que el ozono es un poderoso absorbente en la región ultravioleta del espectro electromagnético, la capa de ozono de la atmósfera superior funciona como un escudo protector de la radiación que recibe el planeta.7 Cerca de la superficie terrestre,
PROPIEDADES FISCAS
no obstante, es un contaminante formadocomo subproducto de las emisiones de automóviles.19 La molécula metaestable del tetraoxígeno (O4) no fue descubierta hasta 2001,20 21 y se dio por descontado que existía en una de las seis fases del oxígeno sólido. En 2006 se demostró que esta fase, creada mediante la presurización del O2 a 20 GPa, es, de hecho, unclústernota 3 O8 de sistema trigonal.22 Este clúster tiene potencial para serun oxidante mucho más potente que el O2 y el O3 y podría, por tanto, ser usado como propulsor de cohetes.20 21 En 1990 se descubrió una fase metálica cuando el oxígeno sólido se somete a una presión superior a 96 GPa y se demostró en 1998 que a temperaturas muy bajas se convierte en superconductor
El oxígeno es más soluble en agua que el nitrógeno; esta contiene aproximadamente una molécula de...