臭氧的物理化学性质

臭氧是氧气的同素异形体，因具有鱼腥味而得名，它的分子式为O3。臭氧的分子结构可看作由一个氧分子携带一个氧原子组成，即OO2。根据价键理论，臭氧分子中的中心原子O通过sp²不等性杂化形成3个杂化轨道，其中1个轨道占据一对孤对电子，另外2个轨道各有1个未成对电子，分别与2个配位原子O的2p未成对电子形成2个σ键。由于sp²杂化轨道的空间构型为平面三角形，因此，3个氧原子在一个平面上，空间结构呈V型（图1-1-1）。另外，中心原子O还有1对未杂化的2p电子，而2个配位原子O也各有1个未成对的2p电子，且均垂直于V型所在的平面，相互平行构成1个三中心四电子的大π键。由于大π键的缺电子性和不稳定性，臭氧的氧化能力比氧气强，是氧元素的不稳定存在形态，在常温下可以还原为氧气。

图1-1-1臭氧分子的成键电子排布示意

 

臭氧在常温常压下为浅蓝色气体，液化后显深蓝色，固态时呈紫黑色。它的基本物理化学性质如表1-1-1所示。当臭氧浓度大于10%时可能发生爆炸，因此，操作高浓高度臭氧时注意安全。

表1-1-1臭氧的物理化学性质

摘自：《低浓度有机废水强化臭氧氧化 - 原理、技术与应用》一书