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氧氣，空氣主要組分，比空氣重，標準狀況（0℃，101325帕）下密度為1.429克/升。無色、無味。在水中溶解度很小，273k時溶解度為49.1mol/L。壓強為101kPa時，氧氣在約-183攝氏度時變?yōu)榈{色液體，在約-218攝氏度時變成雪花狀的淡藍色固體。氧分子具有順磁性。

氧的同位素已知的有十七種，包括氧-12至氧-28，其中氧-16、氧-17和氧-18三種屬于穩(wěn)定型，其他已知的同位素都帶有，其半衰期全部均少于三分鐘。利用回旋加速器產生的質子，轟擊重氧水之中的氧-18，通過(p,n)核反應，從而獲得可以發(fā)射正電子的同位素氟-18離子，用于合成正電子發(fā)射計算機斷層掃描檢查所需的示蹤劑氟代脫氧葡萄糖。

分離液態(tài)空氣法 
在低溫條件下加壓，使空氣轉變?yōu)橐簯B(tài)，然后蒸發(fā)，由于液態(tài)氮的沸點是‐196℃，比液態(tài)氧的沸點（‐183℃）低，因此氮氣首先從液態(tài)空氣中蒸發(fā)出來，剩下的主要是液態(tài)氧。
空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預冷、凈化（去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質）、然后進行壓縮、冷卻，使之成為液態(tài)空氣。然后，利用氧和氮的沸點的不同，在精餾塔中把液態(tài)空氣多次蒸發(fā)和冷凝，將氧氣和氮氣分離開來，得到純氧（可以達到99.6%的純度）和純氮（可以達到99.9%的純度）。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產出的氧氣，經(jīng)過壓縮機的壓縮，后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產氧氣，雖然需要大型的成套設備和嚴格的安全操作技術，但是產量高，每小時可以產出數(shù)千、萬立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研制深冷空分制氧機以來，這種制氧方法一直得到廣泛的應用。

構成有機體的所有主要化合物都含有氧，包括蛋白質、碳水化合物和脂肪。構成動物殼、牙齒及骨骼的主要無機化合物也含有氧。由藍藻、藻類和植物經(jīng)過光合作用所產生的氧氣化學式為O2，幾乎所有復雜生物的呼吸作用都需要用到氧氣。動物中，除了極少數(shù)之外，皆無法脫離氧氣生存。但是對于厭氧性生物比如破來說，氧氣是有毒的。這類厭氧型生物曾經(jīng)是早期地球上的主要生物，直到25億年前氧氣開始在大氣層中逐漸積累。氧元素的另一個同素異形體是臭氧。在高海拔形成的臭氧層能夠隔離來自太陽的紫外線。但是接近地表的臭氧則是一種污染，這些臭氧主要存在于光化學煙霧中。
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