L’oxygène est l’un des éléments les plus abondants et les plus importants sur Terre. Beaucoup de ses propriétés le rendent très important pour la composition et la continuité de divers systèmes à travers l’univers. L’oxygène est un élément hautement réactif ; il est impliqué dans une grande variété de réactions chimiques différentes et fait absolument partie intégrante de nombreux processus chimiques qui se produisent sans arrêt autour et à travers la Terre. Les propriétés spécifiques de l’oxygène au niveau microscopique, telles que l’allotropie et l’électronégativité, le rendent essentiel à la vie elle-même et à de nombreux processus chimiques organiques nécessaires à la vie.
Lorsqu’on parle d’oxygène, il est courant de s’y référer sous sa forme gazeuse, bien que d’autres formes existent. Cet élément existe normalement sous forme de deux atomes d’oxygène qui sont liés ensemble et existent sous forme de gaz. A des pressions particulièrement élevées, il peut être comprimé en formes liquide et solide ; c’est rare, cependant, et se produit rarement dans la nature. L’oxygène diatomique, également appelé oxygène moléculaire, est incolore et inodore. Il est essentiel à de nombreux processus qui se produisent chez les êtres vivants, en particulier la respiration cellulaire.
L’allotropie est l’une des propriétés importantes de l’oxygène. Les allotropes désignent les différentes façons dont un seul élément peut être combiné pour former des molécules. L’oxygène diatomique, l’O2, est l’allotrope le plus courant, et l’O3, l’ozone, est une autre forme gazeuse hautement réactive et abondante dans l’atmosphère terrestre. O4 et O1 sont tous deux des allotropes relativement instables ; Les atomes O1, en particulier, sont connus sous le nom de radicaux libres et sont extrêmement réactifs. L’oxygène solide peut exister sous de nombreuses formes différentes, y compris sous forme d’O8.
Il existe de nombreux composés chimiques différents qui contiennent des atomes d’oxygène. L’eau, de formule chimique H2O, est probablement l’exemple le plus répandu car elle est visible en quantités massives à travers la Terre. Il existe plusieurs propriétés de l’oxygène qui lui confèrent sa grande réactivité et sa capacité à former des composés. Il est, par exemple, hautement électronégatif, ce qui signifie qu’il est capable d’attirer des électrons sur lui-même. La liaison chimique se produit lorsque des électrons sont transférés ou partagés, donc une électronégativité élevée conduit généralement à une réactivité élevée.
La combustion est l’un des nombreux types de réactions dans lesquelles l’oxygène est souvent impliqué. Dans les réactions de combustion, un combustible est oxydé, ce qui signifie qu’il est décomposé chimiquement et qu’une partie est remplacée par des atomes d’oxygène. C’est pourquoi une bougie s’arrête de brûler lorsqu’elle est recouverte et retirée d’une source d’oxygène. Habituellement, une source d’énergie initiale est nécessaire pour provoquer une réaction de combustion. Des réactions similaires impliquant l’oxygène sont également impliquées dans les processus essentiels de production d’énergie dans les organismes, tels que la respiration cellulaire et la photosynthèse.