这个牵扯到比较高阶的化学，里面有单线态和三线态以及分子轨道理论，一般研究生水平才会学到。
o2的最外层已占用轨道（homo）有孤对电子，在基态时孤对电子为三线态（triplet
state）。
如果这时有能量使其成为激发态（单线态，singlet
state），那么就发生能级跃迁，跃迁时吸收的能量为630nm，即红色的光，那么根据互补色原理，这时应该显示红色的互补色，也就是蓝色。
一般情况下，三线态向单线态的跃迁为禁阻跃迁，只有两分子的氧原子和一个光子在一起时跃迁才可能发生。
（如果看不懂以上，请直接从这里开始看）
这是一个三分子反应（3-body
process），如果比喻成小球，就是三个小球恰好碰到一起才能反应。这个几率在液氧中容易实现，而在气态氧的情况下，由于分子间空隙大，两个氧分子和一个光子撞到一起的几率很小，只能用仪器观察。而肉眼是没法分辨的（当然，在高压环境下，气态氧撞击几率更大，可以显示蓝色）。
在标准状况下，氧气的密度是1429g∕L，比空气的密度（1293g∕L）略大。它不易溶于水，在室温下，1L水中只能溶解于约30mL氧气。在压强为101kPa时，氧气在-183°C时变为蓝色液体，在-218°C时会变成淡蓝色雪花状的固体。
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