氧气（Oxygen）是双原子分子，两个氧原子进行sp2轨道杂化，一个单电子填充进sp2杂化轨道，成σ键，另一个单电子填充进p轨道，成π键。氧气是奇电子分子，具有顺磁性。分子轨道式：(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)2
地球的大气层形成初期是不含氧气的。原始大气是还原性的，充满了甲烷、氨等气体。大气层氧气的出现源于两种作用。一个是非生物参与的水的光解，一个是生物参与的光合作用。生物的光合作用对大气层的影响巨大。它造成了大气层由还原氛围向氧化氛围的转变。使得水光解产生的氢气能重新被氧化为水回到地球而不至于扩散到外层空间去，从而防止了地球上的水的流失。同时光合作用也加速了大气层氧气的积累，深刻地改变了地球上物种的代谢方式和形态。大气层含氧量在石炭纪的时候一度上升到了35%! 氧气含量的增加造成了依赖于渗透方式输氧的昆虫在形态上的巨型化。在石炭纪曾出现过翼展达一米的巨脉蜻蜓。现在地球空气中大约含有体积为20.947%的以单质形式存在的氧气。
氧气是地球生命的源泉和保证，而且生命的另一个基本依靠——水，也由氧和氢元素组成。我国很早就认识到了氧气对生命的意义，中文名称是徐寿命名的。他认为人的生存离不开氧气，所以就命名为“养气”即“养气之质”，后来为了统一就用“氧”代替了“养”字，便叫这“氧气”。
氧气不能燃烧，但却是燃烧中不可缺少的三个要素之一，燃料在到达燃点温度后必须遇到足够的氧气才能燃烧。人们通常所说的“火三角”中的一角，即为“氧气”。可见氧气供应的多少，氧气与燃料的配比，严重影响燃烧的状况，人们通常说的“风油比”、“空油比”、“空燃比”这些词汇，都是指氧气（空气中的氧或者纯氧）和燃料（油、气、煤等）的比例。
提供给燃烧器燃烧的氧气可以是空气，也可以是专门制备的氧气，比如富氧燃烧、纯氧燃烧，就是用专门制备的高浓度氧气来作为助燃空气的。提供氧气（空气）的过程，往往被称为“进风”，而“进风”可能是针对燃烧控制的不同阶段分成多次提供的，所以有“一次风”、“二次风”等说法；有时，“一次风”被称为“进风”，其它进风被称为”补风“。
通过分析烟气中的氧气浓度，可以判定燃烧的充分程度，当燃烧不充分时，氧气含量很低，表明进风量不足，需加大进风量以提高空燃比；当氧气含量过高时，表明可能已经提供了过量的空气，将导致加热了大量没有参与燃烧过程的过剩空气，形成热损失。因此，烟气分析仪，一般都必须带有氧气分析的功能，氧气含量是判断燃烧充分与否的首要依据。
理论上来说，每一种燃料一旦成份被确定，其完全燃烧所需的氧气也被确定，因此，燃料都可以计算出其一理论需氧量，即氧气参比值，该值是燃料因子之一。
之所以不能按照理念需氧量提供空气，是因为在工程上，理论值是无法达到的，每一个完全燃烧，都需要提供高于理论需氧量的空气，因此，对于多数燃烧而言，空气总是过剩的。
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