Qual o número de emparelhamentos que um átomo de número atômico 8 pode realizar

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Introdução

O oxigênio, cujo símbolo é O, é o elemento químico não metálico (ametal) localizado na família VIA ou grupo 16 (família dos calcogênios) e no 2º período da tabela periódica.

O oxigênio possui número atômico (Z) igual a 8, ou seja, possui 8 prótons e 8 elétrons quando está em seu estado fundamental.

Sua distribuição eletrônica é: 1s² 2s² \(2p^4\). Isso significa que o oxigênio apresenta 6 elétrons na camada de valência (2 + 4).

Sua massa atômica (A) é 16 u, logo, apresenta: n = A – p = 16 – 8 = 8 nêutrons em seu núcleo atômico.

A fórmula estrutural de Lewis do oxigênio está mostrada abaixo:

O oxigênio apresenta tendência em receber elétrons, sendo eletronegativo e, para adquirir a configuração de um gás nobre, precisa receber dois elétrons de outro átomo, transformando-se em \(O^{2-}\):

O oxigênio apresenta os seguintes isótopos (são átomos que possuem o mesmo número atômico, Z, porém diferentes números de massa, A):

\(_8O^{16}\) → abundância de 99,7%

\(_8O^{17}\) → abundância de 0,04%

\(_8O^{18}\) → abundância de 0,2%

O ponto de fusão do oxigênio é de -218 °C, seu ponto de ebulição é igual a -183 °C e sua densidade a 25 °C é de 1,14 g/\(cm^{-3}\).

Quando o oxigênio se encontra ligado a outro átomo de oxigênio (molécula biatômica), forma-se uma substância pura, simples, denominada gás oxigênio, \(O_2\), que é o segundo gás mais abundante na Terra (21%), ficando atrás apenas do gás nitrogênio, \(N_2\) (78%).

O gás oxigênio encontra-se, à temperatura ambiente (25 °C) no estado gasoso, e apresenta importância vital na manutenção da vida animal e vegetal. Esse gás é responsável por permitir a ocorrência de todas as reações de combustão e, por esse motivo, é chamado de comburente.

O gás oxigênio é incolor, não apresenta odor e é insípido. O gás se condensa em um líquido azul pálido a -183 °C e, embora o \(O_2\) tenha um número par de elétrons, dois deles não se encontram emparelhados, fazendo com que a molécula seja paramagnética. Isso significa que ela se comporta como um pequeno ímã e acaba sendo atraída pelos campos magnéticos.

Já quando o oxigênio se liga a outros dois átomos de oxigênio (molécula triatômica), forma-se o ozônio (\(O_3\)). À temperatura ambiente, o ozônio é um gás que possui coloração azulada e um cheiro intenso e característico. O \(O_3\) é utilizado como alvejante e no tratamento de água, devido ao seu poder bactericida, substituindo compostos clorados. Ele é produzido nos ozonizadores, que são aparelhos que submetem o gás oxigênio (\(O_2\)) a descargas elétricas.

A Camada de Ozônio 

O gás ozônio é formado nas camadas mais altas da atmosfera (estratosfera) devido à ação dos raios solares sobre o gás oxigênio. A camada de ozônio gerada apresenta a importante função de filtrar grande parte dos raios ultravioleta (UV) que são provenientes do Sol, permitindo a passagem de uma pequena parcela desses raios, aproximadamente 7%.

Sem a camada de ozônio, a vida na Terra não existiria. Certos produtos, conhecidos genericamente como CFC (clorofluorcarbono), são usados em equipamentos de refrigeração, como ar-condicionado e geladeira, e nos aerossóis domésticos. Ao ser liberado na atmosfera, o CFC causa a destruição gradativa da camada de ozônio, fazendo com que a quantidade de radiação UV que chega à superfície seja cada vez maior, causando a destruição da flora e aumentando a incidência de problemas visuais e de câncer de pele.

Tenta-se, atualmente, restringir o uso de CFC com o intuito de evitar uma catástrofe, porém, a interrupção imediata do uso de CFC permitirá que a camada de ozônio se recupere em um período de tempo estimado em 150 anos!

Principais Aplicações do Oxigênio

A indústria siderúrgica é a maior consumidora de oxigênio, chegando a usar cerca de 1 tonelada de oxigênio para produzir 1 tonelada de aço. Lá, o oxigênio é soprado para dentro do ferro fundido para oxidar as impurezas que ali houverem - em particular, o carbono.

O oxigênio elementar é, ainda, aplicado na soldagem, a fim de criar chamas de alta temperatura nos maçaricos de oxiacetileno. No campo da medicina, o oxigênio é administrado pelos médicos com o objetivo de aliviar o esforço sobre o coração e os pulmões, e também para atuar como um estimulante.