tlen

fot. Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN

tlen, O, oxygenium,

pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 8;

Symbol: O

Nazwa łacińska: Oxygenium

Liczba atomowa: 8

Pierwiastek promieniotwórczy: nie

Grupa układu okresowego pierwiastków: 16 — tlenowce

Odkrycie: 1772; J. Priestley w 1774

Odkrywca: Scheele Carl (Karl) Wilhelm

względna masa atomowa 15,9994; tlen należy do grupy tlenowców; niemetal; bezbarwny i bezwonny gaz, słabo rozpuszczalny w wodzie; temperatura krzepnięcia –218,4°C, temperatura skraplania –182,962°C, gęstość 1,429 g/dm³; skroplony stanowi niebieską ciecz; występuje w 2 odmianach alotropowych: o cząsteczkach dwuatomowych O₂ (ditlen, tlen) i o cząsteczkach trójatomowych O₃ (tritlen, ozon); tlen ma właściwości paramagnetyczne, jest silnie elektroujemny; w związkach występuje głównie na stopniu utlenienia –II (–I w nadtlenkach); w temperaturze pokojowej jest stosunkowo mało aktywny chemicznie; większość reakcji łączenia się tlenu z innymi pierwiastkami przebiega z dużą szybkością dopiero po ogrzaniu reagentów do odpowiedniej temperatury (utlenianie, spalanie); reaguje bezpośrednio, zwłaszcza w temperaturze podwyższonej, prawie ze wszystkimi pierwiastkami chemicznymi (tworząc tlenki lub nadtlenki), a także z wieloma substancjami organicznymi i nieorganicznymi. Tlen jest najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem w środowisku przyrodniczym, jest też 3. (po wodorze i helu) najpospolitszym pierwiastkiem we Wszechświecie. Zawartość tlenu w skorupie ziemskiej wynosi 46,6% — w litosferze występuje głównie w postaci krzemianów, glinokrzemianów i tlenków, wchodzi w skład licznych minerałów skałotwórczych; w połączeniu z wodorem tworzy wodę hydrosfery; w stanie wolnym występuje w atmosferze (23,15% masowych); jest podstawowym pierwiastkiem biofilnym, niezbędnym dla większości organizmów. Jego obieg jest związany z obiegiem węgla — uczestniczą w nim rośliny, które asymilując ditlenek węgla i wodę budują związki organiczne i wydzielają wolny tlen; w przeciwstawnym procesie oddychania pobierany jest tlen, a wydzielany ditlenek węgla; organizmy wodne korzystają z tlenu rozpuszczonego w wodzie; część tlenu atmosferycznego jest wiązana w geologicznych procesach wietrzenia. Tlen należy do makroelementów; w organizmie występuje w postaci podstawowych dla życia związków: wody, węglowodanów, tłuszczów, białek, kwasów nukleinowych i in.

Tlen otrzymuje się na skalę przemysłową przez destylację frakcjonowaną ciekłego powietrza lub elektrolizę wodnych roztworów zasad lub soli, laboratoryjnie przez rozkład tlenków, nadtlenków lub innych związków bogatych w tlen. Ma ogromne zastosowanie w przemyśle, m.in. w hutnictwie do świeżenia metali; w przemyśle chemicznym bierze udział (jako tlen powietrza) w wielu procesach technologicznych (np. otrzymywanie kwasu azotowego, kwasu siarkowego); spalanie paliw (łączenie się z tlenem) jest źródłem energii cieplnej wykorzystywanej w wielu gałęziach przemysłu, w transporcie, do ogrzewania pomieszczeń oraz w gospodarstwie domowym; palniki acetylenowo-tlenowe i wodorowo-tlenowe służą do spawania i cięcia metali; stosowany też w lecznictwie. Tlen odkrył 1772 K.W. Scheele i, niezależnie, 1774 J. Priestley. A.L. Lavoisier wyjaśnił proces spalania jako łączenie się substancji z tlenem oraz stwierdził, że tlen stanowi składnik kwasów (stąd dawna polska nazwa — kwasoród).