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构成有机体的所有主要化合物都含有氧，包括蛋白质、碳水化合物和脂肪。构成动物壳、牙齿及骨骼的主要无机化合物也含有氧。由蓝藻、藻类和植物经过光合作用所产生的氧气化学式为O2，几乎所有复杂生物的呼吸作用都需要用到氧气。动物中，除了极少数之外，皆无法脱离氧气生存。但是对于厌氧性生物比如破来说，氧气是有毒的。这类厌氧型生物曾经是早期地球上的主要生物，直到25亿年前氧气开始在大气层中逐渐积累。氧元素的另一个同素异形体是臭氧。在高海拔形成的臭氧层能够隔离来自太阳的紫外线辐射。但是接近地表的臭氧则是一种污染，这些臭氧主要存在于光化学烟雾中。

氧的化合价：氧的化合价很一般为-2价和0价。而氧在过氧化物中通常为-1价。在超氧化物中为-1/2，臭氧化物中氧为-1/3，这里的化合价被称为表观化合价，就是表面上看出来的化合价没有实际的含义，超氧化物中氧的化合价只能说是超氧根离子，不能单的看每个原子，因为电子是量子化的，即不连续的，不存在1/2个电子，自然化合价也就没有0.5的说法，臭氧化物也一样，在过氧根中相当于是有两个电子组成了电子对，所以这两个电子不表现出化合价，所以过氧根离子整体呈-2价。而氧的正价很少出现，只有在和氟的化合物，二氟化二氧和氟铂酸氧（O₂PtF₆)中显示+2价和+1价以及+0.5价，在中学化学中只要记住氧没有正价。

氧的非金属性和电负性仅次于氟，除了氦、氖、氩、氪，所有元素都
储存氧气的氧气袋
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能与氧起反应。一般而言，绝大多数非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外，大多数有机化合物，可在氧气中燃烧生成二氧化碳与水蒸气，如酒精，甲烷。部分有机物不可燃，但也能和氧气等氧化剂发生氧化反应。

在元素周期表中属于ⅥA族元素，化合价一般为0和-2。大多数元素在含氧的气氛中加热时可生成氧化物。有许多元素可形成一种以上的氧化物。氧分子在低温下可形成水合晶体O₂·H₂O和O₂·H₂O₂，后者较不稳定。氧气在水中的溶解度是4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命体的基础。氧在地壳中丰度占位。干燥空气中含有20.946%体积的氧；水有88.81%重量的氧组成。除了O16外，还有O17和O18等同位素。  常见氧化态有-Ⅰ,-Ⅱ,0。共价半径66pm，电离势1314kJ/mol，电负性3.44。
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