L’oxygène est un élément du groupe 16. Alors qu’environ un cinquième de l’atmosphère est de l’oxygène, l’atmosphère de Mars contient seulement environ 0,15% de l’oxygène. L’oxygène est le troisième élément le plus abondant trouvé dans le soleil, et il joue un rôle dans le cycle carbone-azote, un processus responsable de la production d’énergie stellaire. L’oxygène dans les états excités est responsable des couleurs rouge vif et jaune-vert de l’aurore. Environ les deux tiers du corps humain et les neuf dixièmes d’eau sont constitués d’oxygène., Le gaz est incolore, inodore et insipide. L’oxygène liquide et solide est bleu pâle (voir photo ci-dessus) et fortement paramagnétique (contient des électrons non appariés).
L’ozone (O3) est le deuxième allotrope de l’oxygène. Il est formé de décharges électriques ou de lumière ultraviolette agissant sur O2. C’est une composante importante de l’atmosphère (au total l’équivalent d’une couche d’environ 3 mm d’épaisseur aux pressions et températures ordinaires) qui est vitale pour empêcher les rayons ultraviolets nocifs du soleil d’atteindre la surface de la Terre., Les aérosols dans l’atmosphère ont un effet néfaste sur la couche d’ozone. De grands trous dans la couche d’ozone se forment au-dessus des régions polaires et leur taille augmente chaque année. Paradoxalement, l’ozone est toxique! L’ozone non dilué est de couleur bleuâtre. L’ozone liquide est noir bleuté et l’ozone solide est noir violet.
l’Oxygène est très réactif et les oxydes de la plupart des éléments sont connus. Il est essentiel pour la respiration de toutes les plantes et de tous les animaux et pour la plupart des types de combustion.
L’oxygène se présente sous la forme de deux allotropes, le dioxygène et le trioxygène (ozone)., Le dioxygène, O2, est un gaz oxydant incolore diatomique mais un liquide bleu pâle lors de la condensation. Il est paramagnétique (c’est-à-dire possède des électrons non appariés) à la suite de deux électrons non appariés dans les deux orbitales O2 π*. Il représente environ un cinquième de l’atmosphère terrestre.
L’ozone, O3, est un gaz bleu très réactif caractérisé par une odeur âcre « électrique » (le nom ozone dérive du grec ozein, sentir). Les molécules d’ozone sont pliées avec un angle de liaison d’environ 117° en phase gazeuse. L’ozone se condense en un liquide bleu-noir (point d’ébullition -111.,9°C et un refroidissement supplémentaire donne un solide noir-violet foncé (point de fusion -192,5°C.
L’ozone est thermodynamique instable par rapport au dioxygène mais ne se convertit en O2 que lentement en l’absence de catalyseur.
2O3(g) → 3O2(g)
Modalités de molécules d’ozone, O3, à l’état solide.
L’ozone est également présent dans l’atmosphère, mais à un niveau beaucoup plus faible que l’O2., L’ozone est un élément clé de la haute atmosphère car il a la capacité d’absorber la lumière ultraviolette dans la plage de 220-290 nm, empêchant ainsi les rayons nocifs à ces longueurs d’onde atteignant la surface de la Terre. De nos jours, divers facteurs appauvrissent la couche d’ozone dans la haute atmosphère et les « trous d’ozone » dans les régions polaires du nord et du sud sont particulièrement préoccupants.