OxygèneO · N°8 · Non-métal · Période 2

L'oxygène (symbole O, du grec oxus, acide + gennao, engendrer — étymologie erronée de Lavoisier qui croyait l'oxygène responsable de l'acidité) est un non-métal de la colonne 16 (chalcogènes), période 2. Sa configuration [He] 2s² 2p⁴ lui manque 2 électrons pour saturer la couche de valence — d'où son fort caractère oxydant et son électronégativité élevée (3,44, deuxième après le fluor).

À température ambiante, l'oxygène se présente comme le gaz diatomique O₂ (dioxygène), paramagnétique — propriété inhabituelle pour un non-métal, qui s'explique par la présence de deux électrons non appariés dans les orbitales moléculaires π* antiliantes. Cette propriété est visible : l'oxygène liquide (−183°C) est attiré par les aimants.

L'atmosphère primitive de la Terre (4,5–2,5 Ga) était quasi-dépourvue d'oxygène libre — réductrice, composée de N₂, CO₂, CH₄, H₂O. Il y a ~3,5 milliards d'années, les cyanobactéries développèrent la photosynthèse oxygénique (6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂), libérant de l'O₂ pour la première fois en quantités significatives.

La Grande Oxygénation (~2,4 Ga) est la plus grande extinction de masse de l'histoire de la Terre — pour les organismes anaérobies qui trouvaient l'O₂ toxique. L'oxygène oxydait d'abord le fer ferreux des océans (bandes de fer rubané, BIF), puis les sulfures, avant de s'accumuler dans l'atmosphère. La concentration en O₂ atteignit 21% à la fin du Précambrien, rendant possible l'évolution des organismes aérobies complexes.