氧气(oxygen)和臭氧(ozone)的区别

氧和臭氧的关键区别在于氧是氧元素的双原子气态分子，而臭氧是氧的三原子分子。

氧气和臭氧是最常见的氧元素同素异形体。氧对生物体的呼吸来说是一种极其重要的气体。臭氧在高层大气中也能保护地球上的生命，但在低层大气中，它是有害的。

什么是氧气(oxygen)？

氧是原子序数为8的化学元素，存在于周期表的第16组中。它的电子构型是1s2 2s2 2p4。氧有三种主要的同位素：16O、17O、18O，其中16O是最丰富的同位素。此外，氧原子有八个电子，它可以从另一个原子获得另外两个电子，形成一个带-2电荷的负离子。或者，两个氧原子可以共享四个电子形成共价键，从而形成双原子分子（O2）。

O2的分子量为32 g mol-1。它是一种无色、无味、无味的气体。地球大气中大约有21%的氧气。此外，它不易溶于水，比空气稍重。氧也有磁性。当氧气在-183℃冷凝时，它变成蓝色液体。

图01：为了焊接，我们需要氧气来产生氧乙炔火焰

此外，这种气体与所有元素反应形成氧化物，惰性气体除外。因此，它是一种很好的氧化剂。氧气对生物体的呼吸是必不可少的。我们在医院、焊接和许多其他行业使用这种气体。

什么是臭氧(ozone)？

氧的三种原子形式是臭氧，它是氧的一种常见形式。我们一听到臭氧这个名字，就会想到臭氧层。臭氧层存在于大气高度较高的平流层中，它吸收有害的紫外线辐射，从而限制了臭氧层到达地球表面。

然而，臭氧在较低的大气水平下是有害的。它作为一种空气污染物（产生光化学烟雾）会导致人类和动物的呼吸道疾病。此外，它也会损害植物。臭氧的稳定性不如氧气，因此，分解成更稳定的氧气。

图02：臭氧气体分子的混合结构

臭氧气体是一种淡蓝色气体，气味很强烈。它在非极性溶剂中更易溶解，在水中的溶解性较差。此外，臭氧中的两个氧原子与双键结合在一起，一个氧原子与另一个氧原子之间存在着一个联系。

然而，它显示出共振稳定；因此，这种分子的实际结构是一种混合结构。在那里，三个原子之间的O-O键长度是相似的。一个中心氧原子与sp2原子发生了单原子杂化。此外，臭氧已经弯曲了几何结构。而且，它是一种极性分子。而且，由于臭氧是一种强氧化剂，它具有很强的活性。此外，这种气体是在有阳光的情况下由氧气形成的。