在氧元素的家族中,氧18氧气的存在感非常特殊,因同位素差异,与我们日常所接触的氧气相比,有着独特的特性和稀有价值,被广泛应用于科研、医疗、环保等多个领域。
一、氧18氧气的核心定义
氧18氧气(¹⁸O₂)是由两个氧18原子通过共价键结合形成的双原子分子,本质是氧元素的稳定同位素构成的氧气。氧18的天然丰度仅约0.204%,属于稀有同位素,这也决定了氧18氧气的稀缺属性。
二、氧18氧气的关键特性
氧18氧气的化学性质与普通氧气高度一致,所以具备相同的化学活性,可以参与呼吸作用、氧化反应、光合作用等,没有任何有毒有害物质;
但物理性质方面是有所差异的,比如密度方面氧18氧气约为1.977g/L,比普通氧气高一些,同样沸点和熔点也略高于普通氧气;
作为稳定同位素,可追踪性的特性是氧18氧气的最核心价值,能在不干扰正常反应或代谢过程的前提下,全程追踪氧元素的迁移路径和转化去向。

三、氧18氧气的稀有价值:稀缺性与应用价值的双重体现
氧18氧气的“稀有”不仅体现在天然丰度低,更在于其独特特性支撑的高应用价值,成为多个关键领域不可或缺的核心材料。
氧18氧气的制备难度比较大,无法直接从空气中分离,当下仅能通过水电解、气体扩散法等富集技术提取同位素,在合成氧18氧气;
在科研中,无论是光合作用还是有机化学、催化反应,都能够作为示踪剂来观察;
而在医疗领域中,是PET检查核心显像剂的关键原料,在环境领域也可以用于追踪大气环流、水体循环,帮助科研人员提供研究数据分析。
氧18氧气因其稀有性和独特性在需要示踪的领域发挥着巨大的价值,虽然当下制备难度较大,但随着技术的发展,国产化的步伐在不断提升,氧18氧气的应用场景也将会进一步扩大,发挥出更多的价值。