İlk deneyler
Yanmanın havaya nasıl ihtiyaç duyduğuna dair bilinen ilk deneylerden biri MÖ 2. yüzyılda Bizanslı Yunan Philo tarafından gerçekleştirilmiştir. Pneumatica adlı eserinde, yanan bir mumun üzerine bir kabı ters çevirmenin ve bu kabın etrafına su koymanın, kabın içine bir miktar su girmesi anlamına geldiğini yazmıştır. Philo bunun nedeninin havanın klasik element olan ateşe dönüşmesi olduğunu düşünmüştür. Bu yanlıştı. Uzun bir süre sonra Leonardo da Vinci, yanma gerçekleştiğinde havanın tükendiğini ve bunun da kabın içine su girmesine neden olduğunu doğru bir şekilde çözdü.
17. yüzyılın sonlarında Robert Boyle, yanma için havaya ihtiyaç olduğunu keşfetti. İngiliz kimyager John Mayow, ateşin sadece havanın bir kısmına ihtiyaç duyduğunu göstererek buna katkıda bulundu. Şimdi buna oksijen diyoruz (dioksijen şeklinde). Deneylerinden birinde, kapalı bir kaba bir mum koyduğunda suyun, sönmeden önce kaptaki hava hacminin on dörtte birinin yerini alacak şekilde yükseldiğini buldu. Aynı şey kutunun içine bir fare konulduğunda da gerçekleşmiştir. Buradan oksijenin solunum ve yanma için kullanıldığını anladı.
Flojiston teorisi
Robert Hooke, Ole Borch, Mikhail Lomonosov ve Pierre Bayen 17. ve 18. yüzyıllarda oksijen deneyleri yapmışlardır. Hiçbiri bunun kimyasal bir element olduğunu düşünmedi. Bunun nedeni muhtemelen flojiston teorisi fikriydi. Çoğu insan yanma ve korozyona bunun neden olduğuna inanıyordu.
J. J. Becher bunu 1667 yılında bulmuş ve Georg Ernst Stahl 1731 yılında buna eklemeler yapmıştır. Flojiston teorisi, tüm yanıcı maddelerin iki kısımdan oluştuğunu belirtiyordu. Flojiston adı verilen bir kısım, onu içeren madde yandığında açığa çıkıyordu.
Odun ya da kömür gibi çok az miktarda kalıntı bırakan yanıcı maddelerin flojistondan oluştuğu düşünülüyordu. Demir gibi korozyona uğrayan şeylerin de az miktarda içerdiği düşünülüyordu. Hava bu teorinin bir parçası değildi.
Keşif
Polonyalı simyacı, filozof ve hekim Michael Sendivogius havadaki bir maddeden bahsetmiş ve onu "yaşamın gıdası" olarak adlandırmıştır ve bu madde oksijendir. Sendivogius, 1598 ve 1604 yılları arasında, bu maddenin potasyum nitratın termal ayrışması sırasında oluşan maddeyle aynı olduğunu buldu. Bazı insanlar bunun oksijenin keşfi olduğuna inanırken, diğerleri buna katılmamaktadır.
Oksijenin ilk olarak İsveçli eczacı Carl Wilhelm Scheele tarafından keşfedildiği de sıklıkla söylenir. Scheele, 1771 yılında merkürik oksit ve bazı nitratları ısıtarak oksijen elde etmiştir. Scheele yaptığı gaza "ateş havası" adını verdi, çünkü yanmaya izin verdiği bilinen tek gazdı. Keşfini 1777 yılında yayınladı.
1 Ağustos 1774'te İngiliz din adamı Joseph Priestley tarafından gerçekleştirilen bir deney, güneş ışığını cam bir tüp içindeki merkürik oksit üzerine odakladı. Bunun sonucunda "dephlogisticated air" adını verdiği bir gaz oluştu. Ayrıca mumların bu gaz içinde daha parlak yandığını ve farelerin bu gazı solurken daha uzun yaşadığını tespit etti. Gazı soluduğunda (basitleştirerek) "Normal hava gibi hissettirdi ama sonrasında ciğerlerim daha hafif ve rahatladı" dedi. Bulguları 1775 yılında yayımlandı. Bulguları ilk olarak yayınlandığı için genellikle oksijenin kaşifi olduğu söylenir.
Fransız kimyager Antoine Lavoisier daha sonra bu maddeyi kendisinin de keşfettiğini söyledi. Priestly 1774 yılında onu ziyaret etti ve deneyinden bahsetti. Scheele de o yıl Lavoisier'e keşfinden bahseden bir mektup gönderdi.
Lavoisier'in katkısı
Lavoisier oksidasyon üzerine ilk ana deneyleri gerçekleştirmiş ve yanmanın nasıl işlediğine dair ilk doğru açıklamayı yapmıştır. Bu ve diğer deneyleri flojiston teorisinin yanlış olduğunu kanıtlamak için kullandı. Ayrıca Priestley ve Scheele tarafından keşfedilen maddenin kimyasal bir element olduğunu kanıtlamaya çalıştı.
Bir deneyde Lavoisier, kapalı bir kapta kalay ve hava ısıtıldığında kütlede bir artış olmadığını buldu. Ayrıca kap açıldığında havanın içeri girdiğini de tespit etmiştir. Bundan sonra, kalayın kütlesinin içeri giren havayla aynı miktarda arttığını buldu. Bulgularını 1777 yılında yayınladı. Havanın iki gazdan oluştuğunu yazdı. Bunlardan birine "yaşamsal hava" (oksijen) adını verdi; bu gaz yanma ve solunum için gereklidir. Diğerine ise Yunanca'da "cansız" anlamına gelen "azote" (nitrojen) adını verdi. Bu, Fransızca da dahil olmak üzere bazı dillerde hala nitrojenin adıdır.
Lavoisier "yaşamsal hava "yı Yunanca "asitlerden üretici" anlamına gelen "oxygène" olarak yeniden adlandırdı. Bu adı vermesinin nedeni, oksijenin tüm asitlerde bulunduğunu düşünmesiydi ki bu yanlıştı. Birçok kimyager Lavoisier'in isimlendirmede yanıldığını fark etti, ancak bu isim o zamana kadar değiştirilemeyecek kadar yaygındı.
İngiliz bilim adamları karşı çıksa da "Oksijen" İngiliz dilinde bir isim haline geldi.
Daha sonraki tarih
John Dalton'un atom teorisi, tüm elementlerin tek bir atoma sahip olduğunu ve bileşiklerdeki atomların genellikle yalnız olduğunu söylüyordu. Örneğin, yanlışlıkla suyun (H2 O) sadece HO formülüne sahip olduğunu düşündü. 1805 yılında Joseph Louis Gay-Lussac ve Alexander von Humboldt suyun iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluştuğunu göstermiştir. 1811'de Amedeo Avogadro, Avogadro yasasına dayanarak suyun neyden oluştuğunu doğru bir şekilde hesapladı.
19. yüzyılın sonlarına gelindiğinde bilim insanları havanın sıvı hale getirilebileceğini ve sıkıştırılıp soğutularak içindeki bileşiklerin izole edilebileceğini keşfetti. İsviçreli kimyager ve fizikçi Raoul Pictet, karbondioksiti sıvıya dönüştürmek için sülfür dioksiti buharlaştırarak sıvı oksijeni keşfetti. Daha sonra bu da buharlaştırılarak oksijen gazı soğutulmuş ve sıvı hale getirilmiştir. Pictet 22 Aralık 1877'de Fransız Bilimler Akademisi'ne bir telgraf göndererek keşfini bildirdi.
