أكسجين صلب

الأكسجين الصلب هو الحالة الصلبة للأكسجين والتي يمكن الحصول عليها عند الضغط الجوي النظامي عندما تكون درجات الحرارة دون 54.36 كلفن (−218.79 °س). يكون الأكسجين الصلب لون مثل الأكسجين السائل على هيئة مادة شفافة لها لون سماوي.

نموذج الارتباط في ثماني الأكسجين

التحضير

عند تعريض الأكسجين إلى ضغوط مرتفعة تتجاوز 10 غيغا باسكال تتشكّل مادة صلبة حمراء اللون، والتي أظهر تركيبها بادئ الأمر بواسطة تقنيّة مطيافيّة الكتلة أنّها مكوّنة من الأكسجين الرباعي O₄ شبه المستقر. تبيّن لاحقاً سنة 2006 أنّه عند تعريض الأكسجين لضغوط تصل إلى 20 غيغا باسكال فإنّ المادّة الحمراء المتشكّلة تتكوّن من حلقات من ثماني الأكسجين O₈. يكون لهذا التجمّع من الذرّات بنية بلّوريّة حسب النظام البلّوري الثلاثي، ويحتمل أن يكون للمادة خصائص مؤكسدة قويّة أكبر من الأكسجين الثنائي O₂ أو الأوزون O₃، لذلك فمن المقترح استخدامها من أجل وقود الصواريخ.

اكتشف سنة 1990 أنّه عند تعريض الأكسجين الصلب إلى ضغوط تتجاوز 96 غيغا باسكال فإنّه يحصل على طور فلزّي من الأكسجين، كما بيّنت التجارب لاحقاً سنة 1998 أنّ ذلك الطور يصبح ذا موصلية فائقة عند درجات حرارة منخفضة جدّاً.

الخصائص

يعد الأكسجين الصلب O₂ الجزيء الوحيد من الجزيئات ثنائية الذرّة التي لديها عزم مغناطيسي. وهذا ما يجعل الأكسجين الصلب محط اهتمام، إذ أنه بعتبر من الأجسام البلورية ذات اللف المغزلي المضبوط spin-controlled، والتي تبدي خصائصاً ذات رتبة مغناطيسية حديدية مضادة عند درجات حرارة منخفضة.

عند ضغوط مرتفعة جداً، يتغير الأكسجين الصلب من حالة المادة العازلة إلى الحالة الفلزية الموصلة، والتي يمكن أن تصبح موصلية فائقة عند درجات حرارة منخفضة جداً.

اقرأ أيضاً

• أكسجين سائل