臭氧

发现

1785年，德国人在使用电机时，发现在电机放电时产生一种异味。1840年德国科学家克里斯蒂安·弗雷德日将它确定为臭氧。

物理性质

臭氧是一种淡蓝色气体，微溶于水，易溶于四氯化碳或碳氟化合物而显蓝色。在-112℃凝结成深蓝色的液体因为气态和液态的臭氧容易发生爆炸。温度低于-193℃，臭氧会形成紫黑色固体。
大多数人都可以嗅到有点类似氯刺鼻的气味。暴露在0.1－1 ppm的臭氧会产生头痛，眼睛灼热，刺激呼吸道。即使空气中有低浓度的臭氧，也会破坏有机材料，如橡胶、塑料，及动物的肺部组织。
臭氧是抗磁性的，这意味着它的电子都是成对的。

性状

臭氧具有等腰三角形结构，含有一个3中心4电子离域π键，三个氧原子分别位于三角形的三个顶点，顶角为116.79度，密度约为氧气的1.5倍，其沸点和凝固点均高于氧。臭氧液态呈蓝色，固态呈紫色。它与氧气不同，带明显令人恶心的气味，但低浓度的臭氧闻起来就像下过雨后出门闻到的“新鲜空气”的那种气味，十分怡人。臭氧反应活性强，极易分解，很不稳定，在常温下会逐渐分解为氧气，其性质比氧活泼，比重为一般空气的1.7倍。臭氧会因光、热、水分、金属、金属氧化物以及其他的触媒而加速分解为氧。 
它不溶于液态氧等。有很强的氧化性，在常温下可将银氧化成氧化银，将硫化铅氧化成硫酸铅。臭氧可使许多有机色素褪色，对橡胶和纤维破坏性很大，很容易氧化有机不饱和化合物。臭氧在冰中极为稳定，其半衰期为2000年。
臭氧可利用碘化钾来检验。
臭氧能迅速且定量地氧化I⁻成I₂，此反应也可以用来测定O₃的含量。
臭氧能氧化CN⁻故常被用来处理电镀工业中的含氰废水 :
由于它的强氧化性，亦可用于消毒杀菌剂。

结构

臭氧分子的共振式
臭氧分子呈弯曲形对称结构。中心原子采取sp²杂化(混成)，两个杂化轨道与其他两个氧原子形成两根σ键，另一杂化轨道容纳孤对电子，除此之外，互相平行的2pz轨道重叠形成三中心四电子的大π键。
臭氧分子可以结合一个电子形成臭氧根离子(O₃⁻),所形成的化合物为离子型臭氧化合物。臭氧分子也可以形成臭氧链-O-O-O-,构成共价型臭氧化物，如O₃F₂。

臭氧对人体的影响

臭氧具有强烈的刺激性，吸入过量对人体健康有一定危害。它主要是刺激和损害深部呼吸道，并可损害中枢神经系统，对眼睛有轻度的刺激作用。
当大气中臭氧浓度为0.1mg/m³时，可引起鼻和喉头粘膜的刺激；臭氧浓度在0.1－0.2mg/m³时，引起哮喘发作，导致上呼吸道疾病恶化，同时刺激眼睛，使视觉敏感度和视力降低。臭氧浓度在2mg/m³以上可引起头痛、胸痛、思维能力下降，严重时可导致肺气肿和肺水肿。
此外，臭氧还会阻碍血液输氧功能，造成组织缺氧；使甲状腺功能受损、骨骼钙化，还可引起潜在性的全身影响，如诱发淋巴细胞染色体畸变，损害某些酶的活性和产生溶血反应。臭氧超过一定浓度，除对人体有一定毒害外，对某些植物生长也有一定危害。臭氧还可以使橡胶制品变脆和产生裂纹。臭氧对人体也有致畸性，母亲孕期接触臭氧可导致新生儿睑裂狭小发生率增多。