解题思路：由分子的概念可知，分子的保持物质化学性质的一种粒子，氧气是由氧分子构成的，据此结合化学符号的意义分析判断即可．
分子是保持物质化学性质的最小粒子，氧气是由氧分子构成的，所以能保持氧气的化学性质的最小粒子是氧分子．
A、O表示氧原子，故A选项错误；
B、O2-表示氧离子，故B选项错误；
C、O2表示氧分子，故C选项正确；
D、O3表示臭氧原子，故D选项错误．
故选：C．
点评：
本题考点： 分子的定义与分子的特性．
考点点评： 本题很简单，考查分子定义的理解应用，准确把握、理解分子的概念、掌握化学符号的意义是解题的关键．
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