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氧离子是一种带负电荷的氧原子，在化学生物学和宇宙化学等领域扮演着至关重要的角色。理解氧离子的电子式对于揭示其性质和反应性至关重要。

电子式：

氧离子的电子式为 O²⁻。这意味着氧原子已经获得了两个额外的电子，成为一个带负双电荷的离子。

价电子构型：

氧离子具有 8 个价电子，电子构型为 1s² 2s² 2p⁶。与氧原子相比，氧离子获得了两个额外的电子，填充了 2p 轨道中的两个空位。

电荷分布：

氧离子带负双电荷，这意味着它具有两个多余的电子。这些电子分布在氧原子的周围，形成一个电子云。由于电子云的排斥作用，氧离子的空间结构略微膨胀。

离子半径：

氧离子的离子半径比氧原子大，因为电子云的扩张。离子半径的大小与离子所带的电荷有关，电荷越多，离子半径越大。

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氧化还原反应：

氧离子可以作为氧化剂或还原剂参与氧化还原反应。作为氧化剂时，氧离子可以接受电子，被还原为氧原子。作为还原剂时，氧离子可以释放电子，被氧化为氧气。

配位化学：

氧离子是一种典型的配体，可以与金属离子配位形成配离子。氧离子可以通过其孤对电子与金属离子成键。氧离子的配位能力较强，可以形成稳定的配离子。

生物学意义：

氧离子在生物体中发挥着多种重要作用。例如，氧离子是细胞呼吸过程中的最终电子受体，它可以接受电子并将其传递给氧气，产生水。氧离子还参与了氧化应激反应，帮助抵御活性氧自由基的伤害。

宇宙化学意义：

氧离子在宇宙空间中也存在广泛。它存在于恒星、行星和星际介质中。氧离子与氢离子结合形成羟基离子 (OH⁻)，是星际介质中一种常见分子。它还参与了恒星形成和行星演化等宇宙过程。

应用：

氧离子在工业和技术领域有着广泛的应用。例如，氧离子用于电解生产氢气和氧气。氧离子还用于陶瓷工业、水处理和制药工业中。

氧离子是一种带负电荷的氧原子，具有独特的电子式和性质。它在化学、生物学和宇宙化学等领域发挥着重要的作用。了解氧离子的电子式对于理解其性质、反应性以及在各种应用中的行为至关重要。