L’oxygène est un gaz incolore, inodore et insipide qui est légèrement soluble (1,2 po3 par 39,4 po3 d’eau) à température ambiante. Il est beaucoup plus soluble dans certains solvants organiques, comme l’alcool éthylique, le tétrachlorure de carbone et le benzène. L’oxygène est moins soluble dans l’eau de mer que dans l’eau pure, bien qu’il reste suffisamment soluble pour permettre la survie des organismes marins.
L’oxygène existe sous trois formes allotropiques, l’oxygène monatomique (O), l’oxygène diatomique (O2) et l’oxygène triatomique (O3). La première de ces formes est parfois appelée oxygène naissant, et la dernière est plus communément appelée ozone. Dans la plupart des circonstances dans la nature, la forme diatomique de l’oxygène prédomine. Toutefois, dans la partie supérieure de la stratosphère, l’énergie solaire provoque la décomposition de la forme diatomique en forme monatomique, qui peut alors se recombiner avec des molécules diatomiques pour former de l’ozone. La présence d’ozone dans l’atmosphère terrestre est essentielle à la survie de la vie sur Terre, car cet allotrope a tendance à absorber les rayonnements ultraviolets qui seraient autrement nocifs, voire mortels, pour la vie végétale et animale à la surface de la planète.
Certains scientifiques s’inquiètent aujourd’hui de l’appauvrissement possible de la couche d’ozone dans la haute stratosphère. Il existe des preuves solides que certains produits chimiques synthétiques, tels que les fréons et les composés connus sous le nom de chlorofluorocarbones (CFC), peuvent être à l’origine de la destruction des molécules d’ozone dans l’atmosphère. Selon la théorie la plus largement acceptée, le rayonnement solaire provoque la désintégration de ces produits chimiques, libérant un atome de chlore libre dans la stratosphère. Cet atome de chlore réagit ensuite avec les molécules d’ozone, les transformant en molécules d’oxygène diatomique. L’un des aspects inquiétants de cette théorie est qu’elle suggère qu’un seul atome de chlore peut provoquer la décomposition de plusieurs milliers de molécules d’ozone.
Le risque environnemental posé par cette série de réactions est que le niveau de rayonnement ultraviolet atteignant la terre devrait augmenter à mesure que de plus en plus de molécules d’ozone sont détruites. Le rayonnement ultraviolet a été impliqué dans un certain nombre de problèmes biologiques pour les plantes, les animaux et les humains, notamment une augmentation des cancers de la peau et des problèmes oculaires. En réponse à cette menace, la plupart des nations du monde ont accepté de réduire la quantité de fréons, de CFC et d’autres produits chimiques appauvrissant la couche d’ozone produits et vendus chaque année.