O?分子內(nèi)的化學(xué)鍵通常是共價(jià)鍵。從實(shí)驗(yàn)上來(lái)說(shuō)，順磁共振光譜證明O有順磁性，還證明O有兩個(gè)未成對(duì)的電子。說(shuō)明原來(lái)的以雙鍵結(jié)合的氧分子結(jié)構(gòu)式不符合實(shí)際。氧氣的結(jié)構(gòu)如右圖所示，基態(tài)O?分子中并不存在雙鍵，氧分子里形成了兩個(gè)三電子鍵。氧的分子軌道電子排布式是氧氣的結(jié)構(gòu)，在π軌道中有不成對(duì)的單電子，所以O(shè)?分子是所有雙原子氣體分子中的一種具有偶數(shù)電子同時(shí)又顯示順磁性的物質(zhì)。兩個(gè)氧原子進(jìn)行sp軌道雜化，一個(gè)單電子填充進(jìn)sp雜化軌道，成σ鍵，另一個(gè)單電子填充進(jìn)p軌道，成π鍵。氧氣是奇電子分子，具有順磁性。 其它方面：它本身作為助燃劑與乙炔、丙烷等可燃?xì)怏w配合使用。山東工業(yè)氧氣
氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀之外，大部分的元素都能與氧氣反應(yīng)，這些反應(yīng)稱(chēng)為氧化反應(yīng)，而經(jīng)過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生的化合物（有兩種元素構(gòu)成，且一種元素為氧元素）稱(chēng)為氧化物。一般而言，非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外，幾乎所有的有機(jī)化合物，可在氧中劇烈燃生成二氧化碳與水?；瘜W(xué)上曾將物質(zhì)與氧氣發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)定義為氧化反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)指發(fā)生電子轉(zhuǎn)移或偏移的反應(yīng)。氧氣具有助燃性，氧化性。濰坊氧氣供應(yīng)這些反應(yīng)稱(chēng)為氧化反應(yīng)，而經(jīng)過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生的化合物（有兩種元素構(gòu)成，且一種元素為氧元素）稱(chēng)為氧化物。
拉瓦錫對(duì)氧氣的研究拉瓦錫對(duì)氧氣的發(fā)現(xiàn)是在普里斯特里啟發(fā)下完成的。1774年，拉瓦錫用汞灰（HgO）的合成與分解實(shí)驗(yàn)制得氧氣，并對(duì)它進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)它能與很多非金屬單質(zhì)合成多種酸，故命名為“酸氣”（希臘文Oxygene）。拉瓦錫通過(guò)氧氣的實(shí)驗(yàn)，提出了燃燒的氧化學(xué)說(shuō)，**了燃素說(shuō)，發(fā)動(dòng)了化學(xué)史上***的化學(xué)**，使過(guò)去以燃素說(shuō)形式倒立著的化學(xué)正立過(guò)來(lái)。因此，雖然不是他首先發(fā)現(xiàn)氧氣，但恩格斯還是稱(chēng)他為“真正發(fā)現(xiàn)氧氣的人”，而舍勒和普利斯特里是“當(dāng)真理碰到鼻尖上的時(shí)候還是沒(méi)有得到真理”。
光合作用
地球的大氣層形成初期是不含氧氣的。原始大氣是還原性的，充滿了甲烷、氨等氣體。
大氣層氧氣的出現(xiàn)源于兩種作用，一個(gè)是非生物參與的水的光解，一個(gè)是生物參與的光合作用。
生物的光合作用對(duì)大氣層的影響巨大。它造成了大氣層由還原氛圍向氧化氛圍的轉(zhuǎn)變。使得水光解產(chǎn)生的氫氣能重新被氧化為水回到地球而不至于擴(kuò)散到外層空間去，從而防止了地球上的水的流失。同時(shí)光合作用也加速了大氣層氧氣的積累，深刻地改變了地球上物種的代謝方式和體型。大氣層含氧量在石炭紀(jì)的時(shí)候一度上升到了35%。氧氣含量的增加造成了依賴(lài)于滲透方式輸氧的昆蟲(chóng)在體型上的巨型化。在石炭紀(jì)曾出現(xiàn)過(guò)翼展2英尺半的巨蜻蜓。 冶煉工藝：在煉鋼過(guò)程中吹以高純度氧氣，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反應(yīng)。
普氏從上述實(shí)驗(yàn)中得出，該氣體有助燃、助呼吸作用，這些性質(zhì)與一般空氣類(lèi)似，但作用更強(qiáng)。但是，他把氧氣所這種新氣體錯(cuò)誤地用燃素說(shuō)來(lái)解釋?zhuān)阎频玫难鯕夥Q(chēng)為“脫燃素空氣”。由于運(yùn)用了錯(cuò)誤的理論，這種命名是不恰當(dāng)?shù)?。舍勒?duì)氧氣的發(fā)現(xiàn)1772年，舍勒對(duì)空氣進(jìn)行研究后，他首先認(rèn)識(shí)到氧氣是空氣的一種重要成分。他用硫磺和鐵粉混合，在空氣中燃燒，消耗掉鐘罩中空氣中的氧氣而制得氮?dú)猓?dāng)時(shí)他稱(chēng)它為“濁氣”或“用過(guò)的空氣”，或能使人死亡的氣體。經(jīng)過(guò)思索，舍勒明白了，原來(lái)當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為空氣是一種元素的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。他猜想：空氣是兩種不同物質(zhì)的混合，一種是濁氣，能使人死亡的空氣；一種是能使人活命的空氣，能幫助燃燒，在燃燒中消失。于是，舍勒產(chǎn)生了興趣，并開(kāi)始了他的實(shí)驗(yàn)。 液氧還用作火箭燃料，他燃料更便宜。氧氣
在煉油、煤制氣行業(yè)，氧氣用于石油提取和精制，增加油、氣井產(chǎn)量和脫硫等。山東工業(yè)氧氣
單線態(tài)氧和三線態(tài)氧
普通氧氣含有兩個(gè)未配對(duì)的電子，等同于一個(gè)雙游離基。兩個(gè)未配對(duì)電子的自旋狀態(tài)相同，自旋量子數(shù)之和S=1，2S+1=3，因而基態(tài)的氧分子自旋多重性為3，稱(chēng)為三線態(tài)氧。
在受激發(fā)下，氧氣分子的兩個(gè)未配對(duì)電子發(fā)生配對(duì)，自旋量子數(shù)的代數(shù)和S=0，2S+1=1，稱(chēng)為單線態(tài)氧。
空氣中的氧氣絕大多數(shù)為三線態(tài)氧。紫外線的照射及一些有機(jī)分子對(duì)氧氣的能量傳遞是形成單線態(tài)氧的主要原因。單線態(tài)氧的氧化能力高于三線態(tài)氧。
單線態(tài)氧的分子類(lèi)似烯烴分子，因而可以和雙烯發(fā)生狄爾斯-阿爾德反應(yīng)。 山東工業(yè)氧氣
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