Sauerstoff ist ein Element der Gruppe 16. Während etwa ein Fünftel der Atmosphäre Sauerstoffgas ist, enthält die Atmosphäre des Mars nur etwa 0,15% Sauerstoff. Sauerstoff ist das dritthäufigste Element in der Sonne und spielt eine Rolle im Kohlenstoff-Stickstoff-Kreislauf, einem Prozess, der für die Sternenergieproduktion verantwortlich ist. Sauerstoff in angeregten Zuständen ist für die leuchtend roten und gelbgrünen Farben der Aurora verantwortlich. Etwa zwei Drittel des menschlichen Körpers und neun Zehntel des Wassers sind Sauerstoff., Das Gas ist farb -, geruchs – und geschmacksneutral. Flüssiger und fester Sauerstoff sind hellblau (siehe Bild oben) und stark paramagnetisch (enthält ungepaarte Elektronen).
Ozon (O3) ist das zweite Allotrop von Sauerstoff. Es wird aus elektrischen Entladungen oder ultraviolettem Licht gebildet, das auf O2 einwirkt. Es ist ein wichtiger Bestandteil der Atmosphäre (insgesamt entspricht dies einer Schicht von etwa 3 mm Dicke bei normalen Drücken und Temperaturen), der entscheidend ist, um zu verhindern, dass schädliche ultraviolette Strahlen der Sonne die Erdoberfläche erreichen., Aerosole in der Atmosphäre wirken sich nachteilig auf die Ozonschicht aus. Über den Polarregionen bilden sich große Löcher in der Ozonschicht, deren Größe jährlich zunimmt. Paradoxerweise ist Ozon giftig! Unverdünntes Ozon hat eine bläuliche Farbe. Flüssiges Ozon ist bläulich-schwarz und festes Ozon ist violett-schwarz.
Sauerstoff ist sehr reaktiv und Oxide der meisten Elemente sind bekannt. Es ist wichtig für die Atmung aller Pflanzen und Tiere und für die meisten Arten der Verbrennung.
Sauerstoff tritt als zwei allotrope, dioxygen und trioxygen (Ozon)., Dioxygen, O2, ist ein zweiatomiges farbloses oxidierendes Gas, aber eine hellblaue Flüssigkeit bei Kondensation. Es ist paramagnetisch (dh besitzt ungepaarte Elektronen) als Folge von zwei ungepaarten Elektronen in den beiden O2 π* – Orbitalen. Es macht etwa ein Fünftel der Erdatmosphäre aus.
Ozon, O3, ist ein sehr reaktives blaues Gas, das durch einen stechenden „elektrischen“ Geruch gekennzeichnet ist (der Name Ozon leitet sich vom griechischen Ozein ab, um zu riechen). Ozonmoleküle werden in der Gasphase mit einem Bindungswinkel von etwa 117° gebogen. Ozon kondensiert zu einer blau-schwarzen Flüssigkeit (Siedepunkt -).,9°C und weitere Abkühlung ergibt einen dunkelviolett-schwarzen Feststoff (Schmelzpunkt -192,5°C
Ozon ist gegenüber Dioxygen thermodynamisch instabil, wandelt sich aber in Abwesenheit eines Katalysators nur langsam in O2 um.
2O3 (g) → 3O2 (g)
Anordnungen von Ozonmolekülen, O3, im festen Zustand.
Ozon ist auch in der Atmosphäre vorhanden, jedoch auf einem viel niedrigeren Niveau als O2., Ozon ist eine Schlüsselkomponente der oberen Atmosphäre, da es ultraviolettes Licht im Bereich von 220-290 nm absorbieren kann, wodurch schädliche Strahlen bei diesen Wellenlängen verhindert werden, die die Erdoberfläche erreichen. Heutzutage erschöpfen verschiedene Faktoren die Ozonschicht in der oberen Atmosphäre und die „Ozonlöcher“ in den nördlichen und südlichen Polarregionen sind besonders besorgniserregend.