氧氣(oxygen)和臭氧(ozone)的區別

氧和臭氧的關鍵區別在於氧是氧元素的雙原子氣態分子，而臭氧是氧的三原子分子。

氧氣和臭氧是最常見的氧元素同素異形體。氧對生物體的呼吸來說是一種極其重要的氣體。臭氧在高層大氣中也能保護地球上的生命，但在低層大氣中，它是有害的。

什麼是氧氣(oxygen)？

氧是原子序數為8的化學元素，存在於週期表的第16組中。它的電子構型是1s2 2s2 2p4。氧有三種主要的同位素：16O、17O、18O，其中16O是最豐富的同位素。此外，氧原子有八個電子，它可以從另一個原子獲得另外兩個電子，形成一個帶-2電荷的負離子。或者，兩個氧原子可以共享四個電子形成共價鍵，從而形成雙原子分子（O2）。

O2的分子量為32 g mol-1。它是一種無色、無味、無味的氣體。地球大氣中大約有21%的氧氣。此外，它不易溶於水，比空氣稍重。氧也有磁性。當氧氣在-183℃冷凝時，它變成藍色液體。

圖01：為了焊接，我們需要氧氣來產生氧乙炔火焰

此外，這種氣體與所有元素反應形成氧化物，惰性氣體除外。因此，它是一種很好的氧化劑。氧氣對生物體的呼吸是必不可少的。我們在醫院、焊接和許多其他行業使用這種氣體。

什麼是臭氧(ozone)？

氧的三種原子形式是臭氧，它是氧的一種常見形式。我們一聽到臭氧這個名字，就會想到臭氧層。臭氧層存在於大氣高度較高的平流層中，它吸收有害的紫外線輻射，從而限制了臭氧層到達地球表面。

然而，臭氧在較低的大氣水平下是有害的。它作為一種空氣汙染物（產生光化學煙霧）會導致人類和動物的呼吸道疾病。此外，它也會損害植物。臭氧的穩定性不如氧氣，因此，分解成更穩定的氧氣。

圖02：臭氧氣體分子的混合結構

臭氧氣體是一種淡藍色氣體，氣味很強烈。它在非極性溶劑中更易溶解，在水中的溶解性較差。此外，臭氧中的兩個氧原子與雙鍵結合在一起，一個氧原子與另一個氧原子之間存在著一個聯繫。

然而，它顯示出共振穩定；因此，這種分子的實際結構是一種混合結構。在那裡，三個原子之間的O-O鍵長度是相似的。一箇中心氧原子與sp2原子發生了單原子雜化。此外，臭氧已經彎曲了幾何結構。而且，它是一種極性分子。而且，由於臭氧是一種強氧化劑，它具有很強的活性。此外，這種氣體是在有陽光的情況下由氧氣形成的。