Sauerstoff kommt in einer weiteren Modifikation vor, dem Ozon. Ozon ist ein charakteristisch riechendes, blassblaues Gas, das sich bei -111°C verflüssigen lässt und bei -193°C in den festen Zustand über geht. Die kondensierte Phasen sind schwarzblau und diamagnetisch.

Ozon besteht aus gewinkelten O₃-Molekülen (Bindungswinkel 117°C), die beiden O-O-Abstände sind gleich lang (128pm), es ist daher eine delokalisierte π-Bindung vorhanden.

Ozon ist eine endotherme Verbindung: 3/2 O₂ → O₃               ΔH = 143kJ/mol

 Reines Ozon, besonders in kondensiertem Zustand, ist explosiv. In verdünntem Zustand erfolgt bei Normaltemperatur nur allmählicher Zerfall, der sich beim Erwärmen und in Gegegenwart von Katalysatoren beschleunigt.

O₃ ist ein starkes Oxidationsmittel. PbS wird zu PBSO₄ oxidiert, S zu SO₃. Das Standardpotential zeigt, dass das Oxidationsvermögen von O₃ fast das des atomaren Sauerstoffs erreicht und nur von wenigen Stoffen übertroffen wird.

O₂ + 3 H₂O O₃ + H₃O⁺ + 2e^-                      ΔH = 2,07V

3 H₂O O + 2 H₃O⁺ + 2e^-                            ΔH= 2,42V

 Beim Einleiten von O₃ in eine KI-Lösung entsteht I₂.

O₃ + 2 I^- + H₂O → I₂ + O₂ + 2 OH^-

 Durch Titration des  Iods kann O₃ quantitativ bestimmt werden.

Um die einzelnen O-Atome zu gewinnen muss Energie zugeführt werden. Dies kann in Form von Wärme, Lichtenergie oder elektrischen Strom erfolgen. Es ist jedoch zweckmäßig die Gase nicht zu hoch zu temperieren, da somit die Zersetzung des Ozons bevorzugt abläuft. Man erhält aufgrund der Abbaureaktion O₃ + O → 2 O₂ auch nach dem Siemensschen Oszillator nur ein Gemisch mit 10% O₃. Durch fraktionierte Destillation lässt sich aber reines O₃ gewinnen.

½ O₂ O

O + O₂ O₃

  1½ O₂  O₃

Beim Einwirken von Fluor auf Wasser entsteht elementarer Sauerstoff, welcher mit O₂ zu Ozon reagieren kann:

F₂ + H₂O → 2 HF + O

Strukturformel/Abbildung

Allgemeines

***bei Standardbedingungen (25ºC und 1atm)