Se conocen muchos alótropos de oxígeno . El más conocido es el dioxígeno (O 2 ), presente en niveles significativos en la atmósfera terrestre y formando triplete de oxígeno (en) en su estado fundamental ( 3 Σ-
g) Y oxígeno singulete (O 2 *) en dos estados excitados ( 1 Δ g y 1 Σ+
g). El ozono (O 3 ) también es un alótropo. Otras formas alotrópicas incluyen:
El oxígeno atómico es un componente de la atmósfera superior de la Tierra ( mesosfera y termosfera inferior ), producido por fotólisis del oxígeno molecular. Desempeña un papel en la erosión de satélites en órbita baja y se utiliza en la restauración de obras de arte.
El ozono (o trioxígeno) es una sustancia con la fórmula química O 3 : sus moléculas son triatómicas, formadas por tres átomos de oxígeno.
El ozono se produce de forma natural en la atmósfera terrestre , formando en la estratosfera la capa de ozono , ubicada entre 13 y 40 km de altitud. La capa de ozono ha reducido más del 97% de los rayos ultravioleta del sol . Sin embargo, el ozono es un contaminante cuando se encuentra en las capas inferiores de la atmósfera (la troposfera ). De hecho, ataca el sistema respiratorio de los animales y puede quemar las plantas más sensibles. Este oxidante energético ataca las células vivas y puede ser responsable de los fenómenos de corrosión acelerada de los polímeros (“ agrietamiento de elastómeros por el ozono ”).
A diferencia del dioxígeno, que es inodoro, el ozono es perceptible por el olor humano (detectable a partir de una concentración de 0,01 ppm ). Su olor es característico y puede recordar al de la lejía. Generalmente se nota en lugares cerrados donde hay un fuerte campo eléctrico (transformador de alto voltaje, escala de Jacob, tubos UV, encendedor de gas ). Inhalado en grandes cantidades, el ozono es tóxico y provoca tos.
Tetraoxígeno (O 4) Se ha teorizado a principios del siglo XX y se identificó por primera vez en 2001 a partir de la neutralización O 4 + . O 4 se concibió como un componente de la fase ε del oxígeno sólido antes de la detección del octaoxígeno.
Se conocen seis fases del oxígeno: α, β, δ, ε, γ, ζ. La fase ε consta de moléculas de octaoxígeno ((O 2) 4 ). La fase ζ es metálico por encima de 96 GPa y se convierte en superconductor por debajo de 0,6 K .