| 在凝聚态物理中，有顺磁性，反磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性……（凝聚态物理虽然属于物理，但是和化学关系极大，甚至可以说就是化学物质的物理）顺磁性物质的电子成单出现，因为电子有自旋，也就有磁性，反磁性的物质电子成对出现，本身难以与磁场作用，磁场作用于电子轨道产生的进动效应产生的微弱反向磁场会占据主导，产生反磁性（抗磁性）。但是，有些物质不能分为这两类。 臭氧就是例子。臭氧是蓝色易爆炸有毒的强氧化性气体，电子应该是成对出现的，实验中大部分是符合的，臭氧的基态是电子配对的三线态。但是，有些反应不支持这一点，臭氧很像双自由基，例如臭氧溶于水显酸性\(O_3+H_2O\rightleftharpoons 2HO_2\)产生了自由基超氧化氢（超氧酸），臭氧也可以认为是超氧酸酐。所以，臭氧的结构争议很大，有以下几种：  上面的是共振式，解释了臭氧是极性分子，类似“二氧化氧”，中间的是自由基结构，最后的是大π键结构，只描述现象。 要想真正理解臭氧，首先需要理解臭氧是极性分子，中间的σ键可以认为是非极性的，没有争议，极性基本来源于大π键。大π键中是四电子三中心，中间的氧提供2个电子，两边的氧提供1个电子，平均一下是\(\frac{2}{3}\)个，所以有些教科书认为中间\(+\frac{2}{3}\)价，两边\(-\frac{1}{3}\)价。化合价的定义是化学键转移几个电子，所以一般是整数，但是因为可能存在单电子/三电子键，相当于半个键，所以也可以是半整数，三分之几价不科学。首先，电子互相排斥，所以多原子体系天然倾向于让电子尽量远，两端的氧原子轨道能量低，而且共轭体系正负交替更稳定（电势能低）。可以画出轨道：  轨道波函数反相次数依次为0、1、2，分别是成键轨道，非键轨道，反键轨道，非键轨道没有贡献，键级是1，也就是相当于一根键，每个氧与氧之间是1.5根键。所以中间的氧是+1价，两边是-0.5价（二氧化硫结构一样，硫+3氧-1.5，不是亚硫酸根的硫+4氧-2）。 臭氧的磁化率是很小的正数（\(2\times 10^{-9}\)）,这很奇怪，因为臭氧应该是电子配对的反磁性，但实际上像是顺磁性。所以臭氧的磁性可以叫做“反顺磁性”。类似反铁磁性。反铁磁性中，有类似铁磁性的磁畴，而且也会沿着外加磁场被磁化，但是反铁磁性存在磁性相反的成对原子，不产生宏观的磁场，导致表现上介于反磁性和铁磁性之间，既像铁磁性高温消磁那样高温变为顺磁性，又像反磁性排斥磁场。臭氧像顺磁性一样有正磁化，但远弱于正常的顺磁性物质，低多个数量级。 观察分子轨道，可以看见其中的非键轨道完全位于两端，由两端的氧原子贡献，中间是断开的，对键级也没有贡献。所以，两端的电子就具有了类似双自由基的性质。虽然本身磁性还是抵消的，但是如果和分子震动耦合，就可以产生微弱的磁场，表现出正磁化。  （臭氧两个氧分别向上和向下震动从而产生正磁场的示意图，不严谨） 这篇文章的目的只是为了写出反顺磁性这个概念，目前似乎没有比较好的概念来描述这种结构，不知道以后会称为什么。另外，臭氧的制备很简单，除了氧气放电外，还可以用超氧化物（钾燃烧就是主要形成超氧化钾，钠燃烧主要是过氧化钠也有超氧化钠）加浓硫酸，形成超氧酸，脱水形成臭氧。不要在家制臭氧，臭氧易爆炸！ |
