超氧化物
關於氧原子與其他化合物合成，請見「氧化物」。超氧化物（英語：Superoxide）是含有超氧離子（超氧根離子，分子式：O2−）的一類化合物，是氧氣分子的單電子還原產物，廣泛存在於自然界中。[1]超氧離子是一個自由基也是還原劑，一個氧原子帶有一個未成對電子，與氧氣分子一樣呈順磁性。
| 超氧化物 | |
|---|---|
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| IUPAC名 超氧離子(1-) | |
| 系統名 dioxidan-2-idyl | |
| 識別 | |
| CAS號 | 11062-77-4 
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| PubChem | 5359597 |
| ChemSpider | 4514331 |
| SMILES |
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| 性質 | |
| 化學式 | O2− |
| 摩爾質量 | 32 g·mol⁻¹ |
| 若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。 | |
化學
超氧化物中，氧的氧化態為-1/2，O2−的O-O鍵長為1.33Å（氧氣中為1.21Å，O22−中為1.49Å）。按O-O鍵級排序，O2中鍵級為2，O2−中鍵級為1.5，O22−中的鍵級為1。
鹼金屬超氧化物CsO2、RbO2、KO2可由金屬與氧氣直接反應製備，NaO2的製備則需過氧化鈉與氧氣加壓反應，單質直接反應得到的超氧化鈉約占10%。[2]它們都是橙黃色的穩定固體，與水迅速反應歧化。反應中的O2−先部分與質子反應生成超氧酸（HO2，pKa約為4.88），然後發生如下反應：
- 2 O2− + 2 H2O → O2 + H2O2 + 2 OH−
其他製備超氧化物的方法包括：
鹼土金屬中，鋇和鈣的超氧化物Ba(O2)2、Ca(O2)2也已製得。Mg、Zn、Cd的超氧化物僅以很小濃度，以固溶體的形式存在於相應的過氧化物中。
固態超氧化物加熱時分解，與二氧化碳反應經由過氧碳酸鹽中間體，最終得到氧氣和碳酸鹽。超氧化鉀可用作空間飛船和潛艇中的供氧劑。
- 2NaO2 → Na2O2 + O2
生物化學
生物氧化中，一個氧氣分子完全還原需要4個電子。如果氧分子僅被加入的單個電子還原，則形成的中間產物為超氧基團，即為超氧陰離子O2-，其性質活潑，易與多種大分子物質結合而使其失去活性。
參見
參考資料
- ^ Sawyer, D. T. Superoxide Chemistry, McGraw-Hill, doi:10.1036/1097-8542.669650
- ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.