L’ossigeno è un gas incolore, inodore e insapore che è leggermente solubile (1,2 cubi per 39,4 cubi di acqua) a temperatura ambiente. È considerevolmente più solubile in alcuni solventi organici, come l’alcool etilico, il tetracloruro di carbonio e il benzene. L’ossigeno è meno solubile nell’acqua di mare che nell’acqua pura, anche se ancora abbastanza solubile per sostenere la sopravvivenza degli organismi marini.
L’ossigeno esiste in tre forme allotropiche, ossigeno monoatomico (O), ossigeno biatomico (O2), e ossigeno triatomico (O3). Il primo di questi è talvolta chiamato ossigeno nascente, e l’ultimo è più comunemente noto come ozono. Nella maggior parte delle circostanze in natura, la forma biatomica dell’ossigeno predomina. Nella parte superiore della stratosfera, tuttavia, l’energia solare causa la rottura della forma biatomica nella forma monoatomica, che può poi ricombinarsi con molecole biatomiche per formare ozono. La presenza dell’ozono nell’atmosfera terrestre è critica per la sopravvivenza della vita sulla Terra, poiché questo allotropo ha la tendenza ad assorbire le radiazioni ultraviolette che altrimenti sarebbero dannose o addirittura mortali per la vita vegetale e animale sulla superficie del pianeta.
Alcuni scienziati sono ora preoccupati per la possibile riduzione dello strato di ozono nella stratosfera superiore. C’è una forte evidenza che certe sostanze chimiche sintetiche, come i Freon e i composti conosciuti come clorofluorocarburi (CFC) possono causare la distruzione delle molecole di ozono nell’atmosfera. La teoria più ampiamente accettata dice che le radiazioni solari causano la rottura di tali sostanze chimiche, rilasciando un atomo di cloro libero nella stratosfera. Questo atomo di cloro reagisce poi con le molecole di ozono, convertendole in molecole di ossigeno biatomico. Uno degli aspetti inquietanti di questa teoria è che suggerisce che un singolo atomo di cloro può causare la decomposizione di molte migliaia di molecole di ozono.
Il rischio ambientale posto da questa serie di reazioni è che il livello di radiazione ultravioletta che raggiunge la terra dovrebbe aumentare man mano che sempre più molecole di ozono vengono distrutte. La radiazione ultravioletta è stata implicata in una serie di problemi biologici per le piante, gli animali e gli esseri umani, compreso un aumento del cancro alla pelle e dei problemi agli occhi. In risposta a questa minaccia, la maggior parte delle nazioni del mondo si sono accordate per ridurre la quantità di Freon, CFC e altri prodotti chimici che distruggono l’ozono prodotti e venduti ogni anno.