英文名稱 臭氧
結構或分子式
O 原子在 sp2 雜化軌道上形成 σ 鍵。分子形狀呈 V 形。
相對分子質量或原子質量 48.00
密度 氣體密度（0 ° C，克/升） 2.144；液體密度（-150 ° C，克/立方厘米） 1.473
分子結構或分子式
O 原子在 sp2 雜化軌道中形成 σ 鍵。473
熔點（攝氏度）（固體）-251
沸點（攝氏度）（液體）-112
性質
氣態臭氧層厚 呈藍色，有特殊氣味，濃度高時與氯氣氣味相似；液態臭氧呈深藍色，固態臭氧呈紫黑色。
用途
用於水消毒和空氣臭氧處理，在化學工業中用作強氧化劑。
制備或來源
臭氧的主要技術：電解法、核輻射法、紫外線法、等離子體法和電暈放電法等。應用較廣的是臭氧發生器放電將空氣或純氧氧化成臭氧。即應用高能交互電流作用於空氣中的氧氣，使氧分子電離成臭氧。
臭氧是氧的同素異形體，常溫下是壹種具有特殊氣味的藍色氣體。
分子式：O3
英語單詞臭氧源自希臘語 ozon，意思是 "氣味"。
西班牙語名稱為 Ozono
臭氧具有等腰三角形結構，三個氧原子分別位於三角形的三個頂點，頂角為 116.79 度。
1840 年，德國的 C.F. Scheibein 發現稀硫酸在電解過程中會釋放出壹種特殊氣味，於是將其命名為臭氧。臭氧氣體呈明顯的藍色，液態為深藍色，固態為藍黑色。它的分子結構呈三角形。臭氧不穩定，常溫下緩慢分解，200℃時迅速分解，它的氧化性比氧氣強，能將金屬銀氧化成過氧化銀，將硫化鉛氧化成硫酸鉛，它還能氧化有機化合物，如靛藍會被臭氧脫色。臭氧在水中的溶解度大於氧氣，0℃和 1×10 Pa 時，壹個水體可溶解 0.494 體積的臭氧。臭氧能刺激黏膜，對人體有毒，長時間在含有 0.1ppm 臭氧的空氣中呼吸是不安全的。臭氧層吸收大部分短波射線（如紫外線），保護人類和其他生物。然而，氯和氮氧化物會促使臭氧分解成氧氣，破壞臭氧層，成為人類最關註的環境問題之壹。臭氧通常是借助無聲放電從氧氣或空氣中制備的，臭氧發生器就是根據這壹原理制造的。利用臭氧和氧氣的沸點差，可以通過分級液化獲得濃縮臭氧。臭氧是壹種強力漂白劑，可用於漂白面粉和紙漿，臭氧還可用於飲用水消毒，因為飲用水中只含有氧氣，沒有特殊氣味。它還用於汙水處理。
臭氧極易分解，非常不穩定。它不溶於液氧、四氯化碳等。有很強的氧化性，常溫下可氧化成氧化銀，將硫化鉛氧化成硫酸鉛。臭氧能使許多有機顏料脫色，侵蝕橡膠，也易氧化有機不飽和化合物。臭氧在冰中極其穩定，其半衰期為 2000 年。
臭氧主要存在於距地球表面 20 千米的下平流層臭氧層中。它吸收對人類有害的短波紫外線，並阻止其到達地球。
1785年，德國人發現馬達放電時會產生壹種氣味，1840年，法國科學家克裏斯蒂安-弗雷德裏克確定它就是臭氧。
在紫外線輻射下，臭氧可以通過電子發射或暴露在陽光下由二原子氧自然形成。在工業上，用幹燥的空氣或氧氣，在 5～25kv 交流電壓下進行無聲放電生產。此外，在低溫下電解稀硫酸，或加熱液氧也可產生臭氧。
臭氧可用於凈化空氣、漂白飲用水、殺菌、處理工業廢物和用作漂白劑。
在夏季，由於工業和汽車排放的廢氣，地表臭氧會在農業和林業地區形成和積累，尤其是在大城市周圍。地表臭氧對人體有侵蝕和損害作用，尤其是對眼睛和呼吸道。地表臭氧還對農作物和森林有害。
臭氧的物理性質
性質數據
分子量 47.99828
沸點 C -111.9
熔點 C -193
臨界溫度 C -5
臨界壓力 atm 92.3
各向同性比容 (90.2K) 75.7 <
生成熱，KJ/mol -144
在水中的溶解度 ml/100ml 49.4
與臭氧的愛恨情仇
大氣中的臭氧層對地球生命的保護作用現已眾所周知--它吸收了太陽釋放的大部分紫外線，保護動植物免受紫外線的傷害。它吸收了太陽釋放的大部分紫外線，使動植物免受紫外線的傷害。為了彌補臭氧層變薄甚至出現空洞，人們想盡壹切辦法，如推廣使用無氟制冷劑，以減少氟利昂等物質對臭氧的破壞。國際保護臭氧層日就是為此而設立的。由此給人的印象似乎是臭氧應該越保護越好，其實不然，如果大氣中的臭氧，特別是近地面大氣中的臭氧聚集過多，對於人類來說，臭氧濃度過高反而是壹種禍害。
臭氧是地球大氣中的壹種微量氣體，它是由於大氣中的氧分子受太陽輻射分解成氧原子，氧原子與周圍的氧分子結合而形成的，含有3個氧原子。大氣中 90% 以上的臭氧存在於距地面 10 至 50 千米的高層大氣或平流層中，這就是需要人類保護的大氣臭氧層。還有少量臭氧分子在地面附近徘徊，它們仍然可以起到阻擋紫外線的作用。但是，近年來人們發現，近地面大氣中的臭氧濃度在迅速增加，這可不是什麽好事。
這些臭氧從何而來？和鉛汙染、硫化物等壹樣，它也來源於人類的活動，汽車、燃料、石油化工等都是臭氧汙染的重要來源。走在車水馬龍的大街上，經常會看到空氣略呈淺褐色，並有刺鼻的刺激性氣味，這就是通常所說的光化學煙霧。臭氧是光化學煙霧的主要成分，它不是直接排放出來的，而是轉化而來的，比如汽車排放的氮氧化物，只要有陽光輻射和適宜的氣象條件就能生成臭氧。隨著汽車和工業廢氣排放量的增加，地面臭氧汙染已成為歐洲、北美、日本和中國許多城市的普遍現象。根據目前專家掌握的資料，預計到 2005 年，近地面大氣臭氧層將成為影響我國北方地區空氣質量的主要汙染物。
研究表明，空氣中的臭氧濃度在0.012ppm--許多城市的典型水平--時，會使人皮膚刺痛，眼睛、鼻咽部和呼吸道受到刺激，肺功能受到影響，出現咳嗽、氣短、胸痛等癥狀；空氣中的臭氧濃度增加到0.05ppm時，入院人數平均上升7%～10%。究其原因，臭氧作為壹種強氧化劑，幾乎可以與任何生物組織發生反應。當臭氧被吸入呼吸道後，會迅速與呼吸道中的細胞、體液和組織發生反應，導致肺功能下降和組織損傷。臭氧對哮喘、肺氣腫和慢性支氣管炎患者的危害更為明顯。
就其本質而言，臭氧既有益處，也有害處；它既是上帝賜予人類的保護傘，有時也是壹種烈性毒藥。目前，對於臭氧的積極作用以及人類應該采取哪些措施來保護臭氧層，人們已經達到了 **** 的認識，並做了大量的工作。然而，對於臭氧層的負面效應，人們雖然已經認識到，但目前除了大氣監測和空氣汙染預報外，還沒有真正切實可行的辦法來解決。
臭氧殺菌的原理可以認為是壹種氧化反應。
（1）臭氧滅活細菌的機理：
臭氧滅活細菌總是進行得很快。與其他殺菌劑不同的是：臭氧能與細菌細胞壁脂質雙鍵發生反應，滲入細菌體內，作用於蛋白質和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致細菌死亡。臭氧還作用於細胞內的核物質，如核酸中的嘌呤和嘧啶，破壞DNA。
（2）臭氧對病毒的滅活機理：
臭氧對病毒的作用首先是病毒帽蛋白的四條多肽鏈，以及RNA受到破壞，特別是形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化後，電子顯微鏡觀察發現，它的表皮被分解成許多碎片，從中釋放出大量核糖核酸，幹擾了它對宿主機體的吸附。
臭氧殺菌的徹底性毋庸置疑。
破壞臭氧層會危害我們每壹個人。
紫外線對人體健康的影響是多方面的。人體會出現曬斑、眼疾、免疫系統變化、光損傷反應和皮膚病（包括皮膚癌）等。皮膚癌是壹種頑疾，紫外線的增長會增加患上這種疾病的風險。紫外線光子具有足夠的能量來破壞雙鍵。短波和中波紫外線能穿透皮膚深層，引起皮膚炎癥，破壞人體的遺傳物質 DNA（脫氧核糖核酸），使正常生長的細胞蛻變成癌細胞，並繼續生長成整個皮膚癌。也有人說，太陽光會穿透皮膚表層。紫外線輻射會轟擊皮膚細胞核中 DNA 的基本單元，導致許多單元溶解成無用的碎片。這些缺陷的修復過程可能會變得異常，從而導致癌癥。流行病學證實，工廠非黑色素瘤皮膚癌的發病率與日曬密切相關。各種皮膚的人都有患非黑色素瘤皮膚癌的風險，但淺色皮膚的人發病率更高。動物實驗發現，在紫外線中，紫外線 B 波段是致癌作用最強的波段。
據估計，臭氧總量每減少 1%（即紫外線 B 增強 2%），潛在細胞癌的發病率就會增加約 4%。最近的研究發現，紫外線-B 可引起免疫系統功能的變化。壹些實驗結果表明，傳染性皮膚病也可能與臭氧減少導致紫外線-B 增強有關。據估計，臭氧總量每減少 1%，皮膚癌的發病率將增加 5%-7%，白內障的發病率將增加 0.2%-0.6%。自 1983 年以來，加拿大的皮膚癌發病率增加了 235%，1991 年皮膚病患者已高達 470 萬。美國環境保護局稱，美國未來 50 年死於皮膚癌的人數，將比過去預計增加 20 萬人。澳大利亞人喜歡日光浴，喜歡曬黑皮膚。盡管科學家壹再警告說，暴曬會導致皮膚癌，但他們還是樂此不疲。結果，直到皮膚癌的發病率比世界其他地方高出壹倍時，澳大利亞人才醒悟過來。
聯合國環境規劃署警告說，如果地球臭氧層繼續以目前的速度縮小和變薄，到2000年，全球皮膚癌病例的比例將增加26%，達到30萬例。
聯合國環境規劃署警告說，如果臭氧層繼續以目前的速度縮小和變薄，到下世紀初，全球皮膚癌病例的比例將增加26%，達到30萬例。如果到下個世紀初臭氧層再減少10%，那麽全世界每年患白內障的人數將達到160萬至175萬人。
紫外線還可能誘發麻疹、水痘、瘧疾、疤痕、真菌病、肺結核、麻風病和淋巴瘤。
紫外線的增加還會造成海洋浮遊生物和蝦、蟹幼蟲以及貝類大量死亡，導致某些生物滅絕。紫外線照射的結果還可能導致成群兔子近視，成千上萬只羊失明。
根據非洲沿岸的實驗，在紫外線-B 輻射增強的情況下，浮遊生物的光合作用會降低約 5%。增強的紫外線-B還會破壞水中的微生物，從而降低水的自凈能力，從而導致淡水生態系統發生變化。增強的紫外線-B 還會殺死幼魚、蝦和蟹。如果南極海洋中原有浮遊生物極度減少，整個海洋生物將發生巨大變化。然而，有些浮遊生物對紫外線敏感，有些則不敏感。紫外線對不同生物 DNA 的破壞程度相差 100 倍。
嚴重阻礙各種農作物和樹木的正常生長 有些植物，如花生和小麥，對紫外線-B的防護能力較強，而有些植物，如萵苣、西紅柿、大豆和棉花則很敏感。美國馬裏蘭大學農業生物技術中心的特倫莫拉用太陽燈對 6 個大豆品種進行了觀察實驗，結果表明，其中 3 個大豆品種對紫外線輻射極為敏感。具體表現為，大豆葉片光合作用強度下降，造成減產，還會使大豆籽粒中蛋白質和油脂含量下降。大氣臭氧層損失 1%，大豆產量也將減少 1%。
特倫莫拉還花了四年時間觀察高劑量紫外線輻射對樹木生長的影響。結果顯示，樹木的木質積累明顯減少，根系生長也因此受阻。
對全球氣候的不利破壞性影響 平流層上層臭氧的大量減少以及與之相關的平流層下層和對流層上層臭氧的增加可能會對全球氣候產生不利的破壞性影響。臭氧的垂直再分布可能會使低層大氣變暖，並加劇二氧化碳增加所造成的溫室效應。
光化學空氣汙染 過量的紫外線使塑料等聚合物容易老化和分解，從而造成壹種新型汙染--光化學空氣汙染。
臭氧的分子結構：中間有壹個3中心4電子的派鍵，4個電子被3個氧原子****，另外兩個黑線邊正常**** 價鍵，臭氧是對稱的，所以是非極性的。
但要註意：臭氧和二氧化碳的電子式雖然相似，但分子結構卻不同。臭氧是折線型的，二氧化碳是線型的。這可以用大學裏的無機化學知識來解釋。
美國宇航局的科學家最近發現，地球南極上空的巨大臭氧洞在9月份發生了重大變化，從壹個漩渦變成了壹個兩頭大、中間小的變形蟲形狀。
盡管臭氧洞在過去兩年裏似乎縮小了，但科學家們警告說，說臭氧層正在 "自我修復 "還為時過早。航空航天局的臭氧專家保羅-紐曼說，大氣溫度的上升導致了臭氧洞的縮小。2000年，南極洲的臭氧洞面積曾壹度達到280萬平方公裏，相當於三個美國大陸的面積；2002年9月初，航空航天局的科學家估計，臭氧洞面積縮小到150萬平方公裏。
澳大利亞的壹個臭氧研究小組向全世界報告了壹個好消息：由於多年來環保措施的有效實施，南極上空的臭氧洞正在縮小，預計到2050年，這個 "臭名昭著 "的巨大空洞可以被完全 "填滿"。預計到 2050 年，這個臭名昭著的大洞將被完全 "填滿"。
據報道，南極上空的臭氧洞壹直是困擾全球環保人士的問題之壹。最嚴重時，臭氧洞曾有三個澳大利亞那麽大。科學家們發現，臭氧洞的罪魁禍首是大氣中的氯氟烴（CFCs）--壹種含有氯、氟和碳的有機化合物（俗稱 "氟利昂"）。"
這是我們第壹次在實際中看到這種情況）。
為了防止臭氧空洞進壹步惡化，保護生態環境和人類健康，1990年，各國制定了《蒙特利爾議定書》，對氯氟烴（CFCs）的排放做出了嚴格的限制。現在，環保組織多年來的不懈努力終於有了回報：臭氧又回來了！澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的大氣研究專家保羅-弗雷澤（Paul Fraser）感嘆道："這是個大新聞。我們期待這壹天已經很久了！"他說，雖然影響臭氧洞縮小進程的因素還有很多，如溫室效應、氣候變化等，"但我們綜合考慮了所有因素後得出了這樣的結論：南極上空的臭氧洞將在50年以內完全消失"。
據介紹，從上世紀50年代開始，隨著冰箱和空調的大量普及（氟氯烴的主要生產源），大氣中的氟氯烴含量逐年增加，到2000年達到峰值。後來，隨著新型無氟冰箱的問世，氟氯烴的含量才開始大幅下降。
科學家發現土壤中的臭氧會抑制植物生長
歐洲科學家的壹項聯合研究發現，臭氧層是保護地表生物免受太陽紫外線有害影響的天然屏障，但土壤中的臭氧卻是植物生長的大敵，會抑制多種植物的生長，給農業生產造成重大損失。
臭氧是壹種天然存在於大氣中的無色有特殊氣味的微量氣體，絕大部分臭氧存在於距地面約 25 公裏的平流層中，也就是人們常說的臭氧層。臭氧量往往隨緯度、季節和天氣而變化。
法國研究人員說，天空中的臭氧層可以吸收 99% 以上的太陽紫外線，為地球上的生命提供了天然的保護屏障，而土壤中的臭氧則會造成嚴重汙染。最新研究表明，光照越強的地方，土壤中臭氧的損失就越大，尤其是對農作物的影響更大。
法國研究人員認為，土壤中臭氧含量增加的主要原因是石油產品等化石燃料在燃燒過程中會產生氮氧化物，這些氮氧化物漂浮在空氣中，其中的壹些氧原子與空氣中的氧氣慢慢結合，構成了由三個氧原子組成的臭氧。他們強調，陽光會加速這種化學反應，因此土壤中的臭氧會對不同氣候地區的植物生長產生不同程度的影響。在水處理系統中，水箱、交換柱以及各種過濾器、膜和管道都在不斷地滋生和繁殖細菌。雖然所有的消毒和滅菌方法都能去除細菌和微生物，但這些方法都無法去除多級水處理系統中的所有細菌和水溶性有機汙染物。目前，在高純水系統中持續去除細菌和病毒的最佳方法是臭氧。
自 1905 年以來，臭氧壹直被用於水處理。它比用氯處理水更優越，能去除水中的鹵化物。這種方法在家用供水系統中的應用剛剛起步。在國外，由於臭氧不會產生有害殘留物，這種消毒方法已經非常普遍。
使用臭氧消毒，並在出水點前安裝紫外線燈以減少臭氧殘留，是制藥用水系統，特別是純凈水系統常用的消毒方法之壹。
（1）化學性質和功效