Sauerstoffmolekül

Sauerstoffmolekül (chemische Formel O2) ist das diatomische Molekül des Elements Sauerstoff. Es besteht aus zwei Sauerstoffatomen, die durch eine bindende O–O-Doppelbindung verbunden sind. Der Grundzustand von O2 ist ein Tripletzustand, weshalb es paramagnetisch ist und zwei ungepaarte Elektronen in antibindenden π*-Orbitaleigenschaften vorhanden sind. Die O–O-Bindungslänge beträgt etwa 1,21 Å, die Bindungsenergie rund 498 kJ/mol.

In der Erdatmosphäre macht O2 etwa 21 Prozent der Luft aus. Es entsteht hauptsächlich durch Photosynthese von Pflanzen, Algen und certain Mikroorganismen und wird auch durch geochemische Prozesse freigesetzt. Industrieell wird O2 durch Fraktionierte Destillation verflüssigter Luft gewonnen; alternative Verfahren umfassen Membran- und Druckwechseladsorptionsprozesse. O2 löst sich auch in Wasser und spielt eine zentrale Rolle in natürlichen Kreisläufen.

Physikalisch ist Sauerstoff bei Standardbedingungen farb- und geruchloses Gas. Es ist ein starkes Oxidationsmittel und reagiert mit vielen Substanzen, insbesondere bei Zündung oder Verbrennung. In der Stratosphäre entsteht O3 (Ozon) aus O2 unter UV-Einwirkung, was als Schutzschirm gegen UV-Strahlung wirkt. Sauerstoff ist unverzichtbar für die Zellatmung vieler Organismen und damit für den Energiestoffwechsel.

Zu den wichtigsten Anwendungen zählen die lebensnotwendige Atmung von Aerobiern, die Stahl- und Metallindustrie, Schweißtechnik, Luft- und Raumfahrt sowie medizinische Sauerstofftherapie. Sicherheitshinweis: Erhöhte Sauerstoffkonzentrationen erhöhen Brand- und Explosionsgefahren; der Umgang mit hohem Druck oder widrigen Bedingungen erfordert entsprechende Schutzmaßnahmen.