酸素とオゾンの決定的な違いは、酸素が酸素元素の2原子気体分子であるのに対し、オゾンは酸素の3原子分子であることです。

酸素とオゾンは、酸素元素の代表的な異性体です。酸素は生物の呼吸に極めて重要なガスである。また、オゾンは上層大気では地球上の生物を守っているが、下層大気では有害である。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 酸素とは 3. オゾンとは 4. 横並び比較-表形式による酸素とオゾンの比較 5. まとめ

酸素は何ですか？

酸素は原子番号8の化学元素で、周期表第16族に属する。酸素の電子配置は1s2 2s2 2p4。酸素には16O、17O、18Oの3つの主同位体があり、このうち16Oが最も多く存在する同位体である。また、酸素原子は8個の電子を持っており、さらに別の原子から2個の電子を獲得して-2電荷のマイナスイオンを形成することができる。また、2つの酸素原子が4つの電子を共有して共有結合を形成し、2原子分子（O2）を形成することもできる。

O2は分子量32g mol-1で、無色、無臭、無味の気体である。地球の大気は、約21％が酸素でできています。また、水に溶けにくく、空気よりわずかに重い。酸素も磁性体です。酸素が-183℃で凝縮すると、青い液体になる。

図01：溶接には酸素が必要で、オキシアセチレンの炎が出る。

また、このガスは不活性ガスを除くすべての元素と反応して酸化物を形成する。したがって、非常に優れた酸化剤である。酸素は生物の呼吸に不可欠なものです。病院や溶接など、さまざまな産業でこのガスを使っています。

オゾンは何ですか？

酸素の3つの原子形態は、オゾンである。オゾンと聞いて思い浮かべるのは、オゾン層でしょう。オゾン層は、大気中の高い位置にある成層圏に存在し、有害な紫外線を吸収して地表への到達を抑えている。

しかし、オゾンは大気中の濃度が低いと有害である。大気汚染物質（光化学スモッグの発生）として、人および動物の呼吸器系疾患を引き起こす可能性があります。さらに、植物にダメージを与えることもあります。オゾンは酸素よりも安定性が低いため、より安定性の高い酸素に分解される。

図02：オゾンガス分子の混合構造

オゾンガスは水色の気体で、非常に強い臭いがあります。非極性溶媒にはより溶けやすく、水には溶けにくい。また、オゾンに含まれる2つの酸素原子は、一方の酸素原子が他方の酸素原子に結合した二重結合で結ばれている。

しかし、共鳴安定性を示すので、この分子の実際の構造はハイブリッド構造である。そこでは、3つの原子の間のO-O結合の長さが似ている。中央の酸素原子がsp2原子と1原子混成している。さらに、オゾンによってジオメトリが曲がってしまっている。しかも、極性分子である。さらに、オゾンは強い酸化剤であるため、反応性が高い。さらに、このガスは太陽光のもとで酸素から生成される。

酸素(Oxygen)とオゾンの違い

酸素は原子番号8、記号Oの元素であり、オゾンは化学式O3で表される気体化合物である。一般に、酸素といえば「オキシジェン」です。したがって、酸素とオゾンの決定的な違いは、酸素が酸素元素の2原子気体分子であるのに対し、オゾンは酸素の3原子気体分子であることである。また、酸素とオゾンの色には違いがあります。つまり、酸素は無色の気体であるのに対し、オゾンは薄い青色の気体である。

また、酸素とオゾンのもう一つの重要な違いは、オゾンガスは大気中の濃度が低いと有害となるが、酸素は有害なガスではないことである。また、酸素はオゾンよりはるかに高い濃度で大気中に存在している。さらに、オゾンは酸素に比べて安定性に欠ける。したがって、オゾンは酸素よりも高い酸化力を持つ。

酸素とオゾンの違いを表形式で表したのが次のインフォグラフィックです。

概要 - 酸素(Oxygen) vs. オゾン

酸素とオゾンは、化学元素である酸素の2つの主要な気体化合物である。酸素とオゾンの決定的な違いは、酸素が酸素元素の2原子気体分子であるのに対し、オゾンは酸素の3原子分子であることです。

引用

1 "オゾン", National Center for Biotechnology Information.Public Chemical Compounds Database, US National Library of Medicine.2はこちら。米国国立生物工学情報センター、PubChem Compound Database、米国国立医学図書館。ここで入手可能 2 National Center for Biotechnology Information.米国国立医学図書館公開化学物質データベース