, Oxygen 
, Sauerstoff 
, Oxygène 
, Oxígeno 
, Кислород 
, أكسجين 
, 氧 
, oksigen/o 
16族(古い族名で6B族)の酸素族に属する典型非金属元素。
質量数は、12から28までが確認されている。安定同位体は三つある。
酸素は殆どが質量数16だが、安定同位体として17、18のものも知られている。
| 同位体核種 | 天然存在比 | 半減期 | 崩壊 | 崩壊後生成物 |
|---|---|---|---|---|
| 12O | ‐ | 2陽子放射 | 10C | |
| 陽子放射 | 11N | |||
| 13O | ‐ | β+崩壊 | 13N | |
| 14O | ‐ | 1.177分 | β+崩壊 | 14N |
| 15O | ‐ | 2.037分 | β+崩壊 | 15N |
| EC崩壊 | 15N | |||
| 16O | 99.757% | 安定核種(中性子数8) | ||
| 17O | 0.038% | 安定核種(中性子数9) | ||
| 18O | 0.205% | 安定核種(中性子数10) | ||
| 19O | ‐ | 26.91秒 | β−崩壊 | 19F |
| 20O | ‐ | 13.51秒 | β−崩壊 | 20F |
| 21O | ‐ | β−崩壊 | 21F | |
| 22O | ‐ | β−崩壊 | 22F | |
| 23O | ‐ | β−崩壊 | 23F | |
| 24O | ‐ | β−崩壊 | 24F | |
| 25O | ‐ | |||
| 26O | ‐ | 中性子放射 | 25O | |
| 27O | ‐ | 中性子放射 | 26O | |
| 28O | ‐ | 中性子放射 | 27O | |
安定核種に対し、質量数が大きすぎるまたは小さすぎる場合は複雑な崩壊となり、質量数が小さいと陽子放射、大きいと中性子放射が同時に起こることがある。
宇宙にも大量の酸素原子は存在するが、酸素には酸化力があるため酸素分子(O2)としてはあまり存在せず、水(H2O)、二酸化炭素(CO2)、SiO2系の化合物、FeO系の化合物などとして存在することが多い。
地球型の生物が光合成をするとO2が大量に発生する。また、H2OやCO2に紫外線が照射される環境でも光分解でO2が生成されうるが、これは生じてもごく微量である。
このため現在の科学においては、大気中にO2が数%以上存在する場合は光合成生物の存在を想定しており、系外惑星探査などでは、O2大気やオゾン層などがないか調査するようになっている。
現時点では有力な天体は見つかっていないようだが、かなり熱心に探査が続いているため、早ければ21世紀の中頃までには幾つかの候補天体が見つかる可能性があるともされている。
酸素は常温では無色の気体だが、冷却すると青い色を呈した液体の液体酸素となる。
酸素原子の場合、最も低い励起状態に遷移するためのエネルギーは赤外線の領域にあるが、この遷移は、酸素の特殊な電子状態が原因で起こらない。その次に不安定な励起状態への遷移は、紫外線の吸収によって起こる。つまり、可視光線の領域の光を吸収する反応がないため、酸素分子は無色となる。
しかし、液化すると分子間距離が縮まるため、二分子が相互作用することで最も低い励起状態となりうる。この時、最も低い励起状態で吸収する赤外線の二倍の光のエネルギー吸収が起こり、それはオレンジ色の光(可視光線)に対応する。結果として、白色光からオレンジ色の光が欠落した色となるため、オレンジ色の補色である青い色として目に見えるようになる。
更に、酸素は磁石に引き付けられる性質がある。これも電子状態が特殊なことに由来している。
他の分子では、こういった特徴を持たないため、気体では無色だが液化すると色が着くといった現象は発生しない。酸素の特殊性の一つである。
1774(安永3)年にイギリスのジョゼフ・プリーストリー(Joseph Priestley)が発見したとされている。
一説によるとスウェーデンのカール・ヴィルヘルム・シェーレ(Carl Wilhelm Scheele)の方が発見が早かった(1771(明和8)年)とされるが、発表が遅れたので、現在の化学史に於いては発見者はプリーストリーとなっている。
化学名Oxygeniumは、ギリシャ語で「酸を作るもの」を意味する語、ὀξύς(oxýs、酸)をγείνομαι(geínomai、作る)から付けられた。
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