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== 酸素分子 ==
=== 物理的性質 ===
酸素分子({{lang-en-short|dioxygen}}、[[化学式]]:'''O{{sub|2}}''')<ce>O2</ce>は、常温常圧では無色無臭で[[助燃性]]をもつ[[気体]]として存在する。[[分子量]] 32.00、[[沸点]] −183 ℃ (90 K)、[[融点]] −218.9 ℃ (54.3 K)。水100グラムに溶解する量は0℃で6.945ミリグラム、25℃で3.931ミリグラム、50℃で2.657ミリグラム<ref name="kagaku" />。[[液体酸素]]は淡青色を示し、比重は1.14である<ref name="kagaku" />。[[基底状態]]の三重項状態では[[不対電子]]を持つため[[常磁性|常磁性体]]である。また[[活性酸素]]の一種で[[反磁性]]である[[励起状態]]の[[一重項酸素]]も存在する。
 
=== 構造 ===
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簡易な光合成の反応式は以下の通りである<ref>{{cite book|last=Brown|first=Theodore L. |coauthors=LeMay, Burslen|title=Chemistry: The Central Science|isbn=0130484504|page=958|year=2003|publisher=Prentice Hall/Pearson Education}}</ref>。
: <math>\rm 6 CO{{sub|2}}CO_2 + 6H{{sub|2}}O6HO +</math> [[光子]] <math>\rm C{{sub|6}}H{\rightarrow C_6H_{sub|12}}O{{sub|6}}O_6 + 6 O{{sub|2}}O_2</math> 二酸化炭素 + 水 + 日光 → グルコース + 酸素)
 
光分解による酸素発生は[[葉緑体]]の[[チラコイド|チラコイド膜]]中で起こる。光をエネルギーとするこの作用は多くの段階を経て、[[アデノシン三リン酸|ATP]] を[[光リン酸化]] ([[:en:photophosphorylation|photophosphorylation]]) させる[[水素イオン|プロトン]]の濃度勾配を起こす<ref name="Raven">[[#Reference-idRaven2005|Raven (2005)]], pp. 115–127.</ref>。この際、水を酸化することで酸素ガスが発生し、大気中に放出される<ref>Raven 2005</ref>。
 
酸素ガスは[[好気性生物]]が[[呼吸]]を行い、[[ミトコンドリア]]で[[酸化的リン酸化]]反応を経てATPを発生させるために使われる。酸素呼吸の反応は本質的に光合成の逆である。
: C{{sub|6}}H{<math>\rm C_6H_{sub|12}}O{{sub|6}}O_6 + 6 O{{sub|2}}O_2 \rightarrow 6 CO{{sub|2}}CO_2 + 6 H{{sub|2}}OH_2O + 2880 kJ mol^{{sup|-1}}</math>
 
[[脊椎動物]]では酸素ガスは肺の膜を通して[[血液]]中に拡散し[[赤血球]]中の[[ヘモグロビン]]と結びつき、その色を紫がかった赤から明るい赤へ変える<ref name="sakurai68">[[#桜井|桜井 (1997)]]、68頁。</ref><ref name="GuideElem48">{{cite book|title=Guide to the Elements|edition=revised |first=Albert|last=Stwertka|publisher=Oxford University Press|year=1998|isbn=0-19-508083-1|pages=48–49}}</ref>。他の動物では[[ヘモシアニン]]([[軟体動物]]や[[節足動物]]の一種など)や[[ヘムエリスリン]]([[クモ]]や[[ロブスター]]など)が使われる例もある<ref name="NBB298"/>。1リットルの血液が溶かせる酸素ガスは 200 cm{{sup|3}} である<ref name="NBB298">[[#Reference-idEmsley2001|Emsley (2001)]], p. 298.</ref>。