Az allotrópia fogalma
A válasz az allotrópia fogalmának meghatározásával kezdődik, mivel a kémiai elemek képessége több egyszerű anyag formájában létezik (allotropikus módosítások).
Az allotrópia (a görög allóktól - a másik és a troposztól - kép, módszer) különböző molekulák számával vagy szerkezettel kapcsolódik.
Allotropikus módosítások vannak jelen a legtöbb kémiai elemben. Például a kén rombusz, monoklinikus, műanyag; a szén grafit, gyémánt, karabiner, fullerén formájában létezik. Szürke és fehér ón ismert; a foszfor piros, fehér és fekete.
Az oxigén két allotropikus módosítás formájában létezhet: oxigén O2 és O3 ózon.
Összevetve az fizikai tulajdonságait oxigén és ózon, célszerű megjegyezni, hogy ez a gáz halmazállapotú anyag eltérő sűrűségű (ózon 1,5-szer nehezebb, mint az oxigén), az olvasztó és forráspontok. Az ózon jobban oldódik a vízben.
Az oxigén normál körülmények között gáz, szín és szag nélkül, az ózon egy kék színű gáz, jellegzetes éles, de kellemes szaggal.
Vannak különbségek a kémiai tulajdonságokban.
Az ózon kémiailag aktívabb, mint az oxigén. Az ózon aktivitását azzal magyarázza, hogy a bomlása során oxigénmolekulát és atomi oxigént képeznek, amely más anyagokkal aktívan reagál. Például az ózon könnyen reagál ezüsttel, míg az oxigén még akkor sem kötődik hozzá, ha fűtött:
Ugyanakkor mind az ózon, mind az oxigén reagál aktív fémekkel, például káliummal K.
Az ózon termelése az alábbi egyenlet szerint alakul:
A reakció energiával való felszívódása során történik az elektromos kisülés oxigénnel történő áthaladása során, például zivatar esetén, amikor villámgyorsan villog. A fordított reakció normál körülmények között következik be, mivel az ózon instabil anyag. Természetben az ózon elpusztul a légkörbe kibocsátott gázok, például a freonok hatására, az ember technogén aktivitásának folyamatában.
Az eredmény az úgynevezett ózonlyukak kialakulása, vagyis az ózonmolekulák legvékonyabb rétegében a szakadások.