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紅氧

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紅氧(red Oxygen),非金屬單質,化學式為O8,是的一種單質形式,與氧氣(O2)、臭氧(O3)、四聚氧(O4)等互為同素異形體
中文名
紅氧
外文名
red Oxygen/solid Oxygen
別    名
固氧
ε氧
化學式
O₈
分子量
128
熔    點
-218.79°C
沸    點
54.36K(1atm下)
外    觀
深紅色固體

紅氧有關

形成於正常大氣壓的54.36K(-218.79°C)以下。固態的氧氣由於吸收紅色光,像液氧一樣,是淺藍色透明物質。 分子因它在分子磁化(molecular magnetization)上與晶體結構電子排布超導電性的關係而受到關注。氧分子是能承載磁矩的唯一的簡單雙原子分子(通常情況下縱使所有分子也只有少數能夠如此)。它被認為是“受自旋控制(spin-controlled)”的晶體,並因此展現出不尋常的磁性規律。在極高壓下,固氧從熱絕緣材料變成金屬的形態;而在極低温下,它甚至能變成超導體。對固氧的結構研究始於19世紀20年代,如今,已確定六種涇渭分明的晶體相

紅氧發現過程

隨着室温下氧氣的壓強超過10GPa,它將出人意料地相變為另一個同素異形體。它的體積驟減,顏色也從藍變成深紅。這種ε相發現於1979年,但當時它的結構並不清楚。基於它的紅外線吸收光譜,1999年,研究人員推斷此相態是O4分子的晶體。但在2006年,X射線晶體學表明這個被稱作ε氧或紅氧的穩定相態實為O8。此結構在理論上不曾被預測:由四個氧分子O2組成的菱形的O8原子簇
所有相態中,這個相態相當有趣。它顏色為深紅色,對紅外線吸收能力很強,並有磁場縮滅(magnetic collapse)。它在很大的壓強範圍內(10GPa至96GPa)穩定,已成為許多X射線衍射光譜學和理論學者的課題。
ε氧的晶體結構的一部分 ε氧的晶體結構的一部分
O8分子球棍結構 O8分子球棍結構

紅氧其他信息

它表現出單斜晶系中的C2/m對稱。
它對紅外線的吸收被認為是氧分子的聯合的堆砌的結果。
液氧已被用作火箭中的氧化劑,紅氧則被認為可能會是更好的氧化劑,因為它能量密度更高。
研究人員認為這種結構可能極大地影響對元素結構的研究。
在600K以上的温度下,17GPa的壓強亦能生成此相態。
氣壓為11GPa時,O8原子簇內的鍵長為0.234納米,原子簇之間距離為0.266nm。而氧分子O2的鍵長是0.120nm。
研究中O8原子簇的構成原理尚不清楚,研究人員認為氧分子間電荷的運動或者磁矩在這種構成中起重要作用。
O8 遭遇96GPa以上的高壓就會變為金屬氧,不僅會導電,在低温下表現出超導性。