happimolekyylejä

Happimolekyyliä (O2) kutsutaan yleisesti hapen diatomi- tai happimolekyyli. Se on diatomi, jolloin kaksi identtistä hapenatomin muodostamaa molekyyliä esiintyy yhdessä. O2 on ilmaston keskeinen osa ja välttämätön sekä solu- että solujen hengitykselle sekä monille palamisreaktioille.

Rakenne ja sidos: Happimolekyyli koostuu kahdesta hapenatomista, jotka muodostavat kaksinkertaisen kovalenttisen sition (sidoksen järjestys 2). Siihen kuuluu yksi sigma- ja yksi pi-sidos. Elektronisesti O2:lla on maanalaisessa tilassa kaksisuuntaisesti jakautuneet elektronit, mikä johtaa pari-eroihin antibonding-π* orbitaleihin ja tekee O2:sta paramagnettisen.

Ominaisuudet ja esiintyminen: O2 on väritön, hajuton kaasu huoneenlämmössä. Sen kiehumispiste on noin −183 °C. Se liukenee veteen rajallisesti. Ilmakehässä happimolekyyli muodostaa noin 21 prosenttia tilavuudesta, ja se syntyy pääasiassa fotosynteesissä.

Isotoopit ja reaktiivisuus: Luonnossa tavallisimmat hapen isotoopit ovat 16O, 17O ja 18O. O2 on reaktiivinen ja osallistuu lukuisille biologisille ja teollisille reaktioille. Se voi muodostaa otsonia (O3) fotokemiallisissa prosesseissa stratosfäärissä UV-säteilyn vaikutuksesta.

Tuotanto ja käyttö: Teollisesti suurin osa O2:sta tuotetaan ilmasta erotusmenetelmillä (kryogeeninen ilmankäsittely). Nesteytettyä happea käytetään terästuotannossa, jalostuksessa, lääketieteessä sekä palamisreaktioissa ja lämmityksessä.

Merkitys ja turvallisuus: O2 on elintärkeä soluhengitykselle ja energiantuotannolle, mutta palavissa ympäristöissä se suurentaa palamisherkkyyttä. Siksi sitä käsitellään huolellisesti ja varataan asianmukaisissa olosuhteissa.