Úvod
Kyslík (O) je vysoce reaktivní nekovový prvek, nezbytný pro život většiny organismů na Zemi, kde je klíčový pro buněčné dýchání a procesy hoření. Jeho protonové číslo je 8 a v periodické tabulce se řadí mezi chalkogeny (16. skupina). Za běžných podmínek je to bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, tvořící dvouatomové molekuly O₂. Kyslík tvoří 21 % zemské atmosféry a je nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře, vázaný ve vodě, oxidech a silikátech. Průmyslově se získává frakční destilací zkapalněného vzduchu, příroda ho doplňuje fotosyntézou.
Vlastnosti
Kyslík, s chemickou značkou O a protonovým číslem 8, je klíčový nekovový prvek 16. skupiny periodické tabulky. Za normálních podmínek existuje jako dvouatomový plyn (O₂), který je bezbarvý, bez zápachu a chuti. Je nezbytný pro dýchání většiny živých organismů a podporuje hoření, ačkoliv sám o sobě hořlavý není. Vyznačuje se extrémně vysokou elektronegativitou, druhou nejvyšší po fluoru, což z něj činí velmi silné oxidační činidlo. Ochotně tvoří sloučeniny, především oxidy, s téměř všemi ostatními prvky. Jeho další známou alotropickou modifikací je ozon (O₃), reaktivní plyn chránící Zemi před ultrafialovým zářením. V kapalném skupenství má O₂ charakteristickou světle modrou barvu.
Vznik názvu
Název prvku pochází z řeckých slov „oxys“ (kyselý) a „genes“ (tvořící). Navrhl ho Antoine Lavoisier, který se mylně domníval, že kyslík je nezbytnou součástí všech kyselin. Český název „kyslík“ je doslovným překladem tohoto původního významu, tedy „kyseliny tvořící“ nebo „kyselinotvorný“.
Objev
Objev kyslíku je připisován dvěma vědcům. Švédský lékárník Carl Wilhelm Scheele jej izoloval jako první kolem roku 1772, ale svou práci publikoval pozdě. Nezávisle na něm britský chemik Joseph Priestley v roce 1774 vyrobil čistý kyslík zahříváním oxidu rtuťnatého a nazval jej „defloristovaný vzduch“, v souladu s tehdejší flogistonovou teorií. Klíčovou roli však sehrál Antoine Lavoisier, který správně popsal jeho úlohu v procesech hoření a dýchání. Lavoisier vyvrátil flogistonovou teorii a dal prvku název „oxygène“, odvozený z řeckých slov pro „tvořící kyseliny“, protože se mylně domníval, že je přítomen ve všech kyselinách. Jeho práce znamenala revoluci v chemii.
Výskyt v přírodě
Kyslík je nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře, kde tvoří přibližně 49 % její hmotnosti, vázaný především v křemičitanech, oxidech a uhličitanech. V zemské atmosféře představuje přibližně 21 objemových procent a je také majoritní složkou vody, tvořící téměř 89 % její hmotnosti. Je nepostradatelný pro život, neboť je součástí všech organických molekul. Průmyslově se kyslík vyrábí téměř výhradně frakční destilací zkapalněného vzduchu. Při tomto procesu se využívá nižšího bodu varu dusíku, který se odpaří dříve než kapalný kyslík. V laboratoři jej lze připravit například termickým rozkladem manganistanu draselného či katalytickým rozkladem peroxidu vodíku.
Využití
Kyslík je pro naprostou většinu života na Zemi nepostradatelný, jelikož umožňuje buněčné dýchání, proces uvolňující energii z potravy. V přírodě je klíčový pro hoření, tlení a rozklad organické hmoty. Lidé ho využívají v medicíně pro pacienty s dýchacími obtížemi, v průmyslu pak při svařování kovů a výrobě oceli, kde zvyšuje teplotu plamene a zefektivňuje procesy. Kapalný kyslík je nezbytnou součástí palivových systémů raket, kde působí jako silné okysličovadlo. Dále se používá při čištění odpadních vod a jako součást dýchacích přístrojů pro potápěče či hasiče.
Sloučeniny
Nejznámější a nejrozšířenější přírodní sloučeninou kyslíku je bezpochyby voda (H₂O), základní podmínka života. V atmosféře se nachází jako oxid uhličitý (CO₂), klíčový pro fotosyntézu, a ozon (O₃), chránící povrch před UV zářením. Zemská kůra je z velké části tvořena oxidem křemičitým (SiO₂), základem písku a mnoha hornin, a také různými oxidy kovů, jako je rez. Člověk synteticky vyrábí peroxid vodíku (H₂O₂) používaný jako dezinfekce a bělidlo. Dalšími umělými sloučeninami jsou například oxid dusný (N₂O) využívaný v anesteziologii nebo kyselina sírová (H₂SO₄).
Zajímavosti
Ačkoliv v atmosféře tvoří jen asi 21 %, kyslík je nejhojnějším prvkem v zemské kůře, kde představuje téměř polovinu její hmotnosti, vázaný především v silikátech a oxidech. V kapalném stavu má světle modrou barvu a je paramagnetický, což znamená, že je slabě přitahován k magnetickému poli. Zelené a červenooranžové barvy polární záře jsou způsobeny tím, že energetické částice ze Slunce excitují atomy kyslíku ve vysokých vrstvách atmosféry. Vyšší koncentrace kyslíku v dávné minulosti Země umožnila existenci obřího hmyzu, například vážek s rozpětím křídel dnešních ptáků.
