氧的同素异形体：比较特征和意义

同一类型的原子可以是不同物质的一部分。对于以符号“O”（来自拉丁名称 Oxygenium）表示的元素，已知自然界中常见的两种简单物质。其中一个的公式是O_2，第二个是O_3。这些是氧的同素异形体（同素异形体）。还有其他不太稳定的化合物（O₄ 和 O₈）。比较物质的分子和性质有助于理解这些形式之间的区别。

什么是同素异形体？

许多化学元素可以两种、三种或更多种形式存在。这些修饰中的每一个都是由相同类型的原子形成的。 1841 年的科学家 J. Berzellius 是第一个将这种现象称为同素异形体的人。开放规律最初仅用于表征分子结构的物质。例如，氧的两种同素异形体是已知的，它们的原子形成分子。后来，研究人员发现晶体中可能存在修饰。根据现代概念，同素异形体是多态性的一种情况。形式之间的差异是由机制引起的在分子和晶体中形成化学键。这一特点主要体现在元素周期表第13-16族元素上。

不同的原子组合如何影响物质的性质？

氧和臭氧的同素异形体是由原子序数为8且电子数相同的元素的原子形成的。但它们的结构不同，导致属性差异很大。

氧气和臭氧的对比

标志	氧气	臭氧
分子组成	2个氧原子	3个氧原子
建筑	氧气和臭氧的同素异形体
聚合状态和颜色	无色透明气体或淡蓝色液体	蓝色气体、蓝色液体、深紫色固体
气味	失踪	锋利，让人联想到雷雨，刚割下的干草
熔点(°C)	-219	-193
沸点（°C）	-183	-112
密度 (克/升)	1、4	2、1
水溶性	稍微溶解	比氧气好
反应性	正常情况下稳定	易分解生成氧气

根据比较结果得出结论：氧的同素异形体在质量组成上没有差异。分子的结构体现在物质的物理化学性质上。

自然界中氧气和臭氧的含量一样吗？

分子式为O₂的物质，存在于大气、水圈、地壳和生物体中。大约 20% 的大气是由双原子氧分子形成的。在平流层，在距地球表面约12-50公里的高度，有一层叫做“臭氧屏”。其组成由公式O₃体现。臭氧通过强烈吸收太阳的红色和紫外线光谱中的危险射线来保护我们的星球。一种物质的浓度是不断变化的，其平均值很低--0.001%。因此，O₂ 和 O₃ 是同素异形氧修饰，在自然界的分布上有显着差异。

如何获得氧气和臭氧？

分子氧是地球上最重要的单质。它是在光合作用过程中在光照下在植物的绿色部分形成的。随着自然或人工来源的放电，双原子氧分子分解。该过程开始的温度约为2000°C。一些产生的自由基再次结合，形成氧气。一些活性粒子与双原子分子发生反应氧。该反应产生臭氧，臭氧也与氧自由基发生反应。这会产生双原子分子。反应的可逆性导致大气臭氧浓度不断变化。在平流层中，由 O₃ 分子组成的层的形成与来自太阳的紫外线辐射有关。如果没有这个防护罩，危险的射线可能会到达地球表面并摧毁所有生命形式。