四聚氧（oxozone），非金屬單質(zhì)，化學(xué)式O4。與氧氣、臭氧、紅氧互為同素異形體，為正四面體或者矩形。吉爾伯特·路易士于1924年預(yù)測(cè)了四聚氧的存在。
發(fā)展
1924年，吉爾伯特·牛頓·路易斯首先預(yù)測(cè)了它的存在，以解釋液氧不符合瑪麗·居里定律的原因。路易斯的預(yù)測(cè)并不準(zhǔn)確，但不是完全錯(cuò)誤：計(jì)算機(jī)模擬表明，雖然液氧中沒有穩(wěn)定的O分子，但O分子確實(shí)傾向于形成反平行自旋的雙聚體O。
1999年，科學(xué)家認(rèn)為固態(tài)氧的ε相（壓強(qiáng)大于10GPa下存在）中氧的存在形式為O。然而2006年時(shí)，X射線晶體學(xué)表明這種被稱作 ε氧或 紅氧的穩(wěn)定相實(shí)際上是O。
2001年，羅馬第一大學(xué)的一支團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了中和-再電離質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)，以研究自由O4分子的結(jié)構(gòu)。他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)與上述推測(cè)的分子結(jié)構(gòu)不符，但他們也認(rèn)為兩個(gè)O分子之間形成配位化合物，其中一個(gè)氧分子處于基態(tài)而另一個(gè)處于特定的激發(fā)態(tài)。
結(jié)構(gòu)
總述
O的預(yù)計(jì)構(gòu)型為正四面體或者矩形，從兩種構(gòu)型中性分子O,正一價(jià)分子O和負(fù)一價(jià)分子O的基態(tài)電子結(jié)構(gòu)，并根據(jù)能量最低原則確定了各自的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而得到了O分子2種結(jié)構(gòu)的基態(tài)總能量、一價(jià)電離能及電子親合勢(shì)能。與氧原子、普通氧分子O和臭氧分子O的計(jì)算結(jié)果比較，顯示O分子可以以正方形結(jié)構(gòu)或正四面體結(jié)構(gòu)形式存在，其中正方形結(jié)構(gòu)更有可能是O分子的真實(shí)空間結(jié)構(gòu)。
自由分子
理論計(jì)算表明可能以亞穩(wěn)態(tài)存在的O分子有兩種不同的結(jié)構(gòu)：一種是變形的正方形（類似于環(huán)丁烷的穩(wěn)定構(gòu)象），另一種的形狀像風(fēng)車，三個(gè)氧原子排列在中心氧原子周圍，形成平面正三角形的構(gòu)型（類似于三氟化硼）。
過去科學(xué)家指出風(fēng)車形的O分子可以看作一系列常見離子和分子的等電子體：BO、CO、NO,甚至包括類似的SO分子。這些看法是上述理論計(jì)算的基礎(chǔ)。
參考資料 >