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構成有機體的所有主要化合物都含有氧，包括蛋白質、碳水化合物和脂肪。構成動物殼、牙齒及骨骼的主要無機化合物也含有氧。由藍藻、藻類和植物經過光合作用所產生的氧氣化學式為O2，幾乎所有復雜生物的呼吸作用都需要用到氧氣。動物中，除了極少數之外，皆無法脫離氧氣生存。但是對于厭氧性生物比如破來說，氧氣是有毒的。這類厭氧型生物曾經是早期地球上的主要生物，直到25億年前氧氣開始在大氣層中逐漸積累。氧元素的另一個同素異形體是臭氧。在高海拔形成的臭氧層能夠隔離來自太陽的紫外線。但是接近地表的臭氧則是一種污染，這些臭氧主要存在于光化學煙霧中。

氧元素占整個地殼質量的48.6%，是地殼中含量多的元素，它在地殼中基本上是以氧化合物的形式存在的。每一千克的海水中溶解有2.8毫克的氧氣，而海水中的氧元素差不多達到了89%。就整個地球而言，氧的質量分數為15.2%。無論是人、動物還是植物，他們的都有類似的組成，其中氧元素占到65%的質量。 [3]  在空氣中，氧的體積占20.9%。

在元素周期表中屬于ⅥA族元素，化合價一般為0和-2。大多數元素在含氧的氣氛中加熱時可生成氧化物。有許多元素可形成一種以上的氧化物。氧分子在低溫下可形成水合晶體O?·H?O和O?·H?O?，后者較不穩定。氧氣在水中的溶解度是4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命體的基礎。氧在地殼中豐度占位。干燥空氣中含有20.946%體積的氧；水有88.81%重量的氧組成。除了O16外，還有O17和O18等同位素。  常見氧化態有-Ⅰ,-Ⅱ,0。共價半徑66pm，電離勢1314kJ/mol，電負性3.44。

分離液態空氣法 
在低溫條件下加壓，使空氣轉變為液態，然后蒸發，由于液態氮的沸點是‐196℃，比液態氧的沸點（‐183℃）低，因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來，剩下的主要是液態氧。
空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同，從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預冷、凈化（去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質）、然后進行壓縮、冷卻，使之成為液態空氣。然后，利用氧和氮的沸點的不同，在精餾塔中把液態空氣多次蒸發和冷凝，將氧氣和氮氣分離開來，得到純氧（可以達到99.6%的純度）和純氮（可以達到99.9%的純度）。如果增加一些附加裝置，還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產出的氧氣，經過壓縮機的壓縮，后將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存，或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產氧氣，雖然需要大型的成套設備和嚴格的安全操作技術，但是產量高，每小時可以產出數千、萬立方米的氧氣，而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣，所以從1903年研制深冷空分制氧機以來，這種制氧方法一直得到廣泛的應用。
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