超氧化物是含有超氧離子（O2-）的一類化合物，是氧氣分子的單電子還原產(chǎn)物，廣泛存在于自然界中。超氧離子是一個自由基，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。
簡介
超氧化物中，氧的氧化數(shù)為-1/2，O2-的O-O鍵長為1.33pm;（氧氣中為1.21pm;，O22-中為1.49pm;）。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。
無機化學(xué)
堿金屬超氧化物CsO2、RbO2、KO2可由金屬與氧氣直接反應(yīng)制備，NaO2的制備則需過氧化鈉與氧氣加壓反應(yīng)，單質(zhì)直接反應(yīng)得到的超氧化鈉約占10%。它們都是橙黃色的穩(wěn)定固體，與水迅速反應(yīng)歧化。反應(yīng)中的O2為強布朗斯特堿，先與質(zhì)子反應(yīng)生成超氧酸（超氧化氫，pKa約為4.88）。
其他獲得堿金屬超氧化物的方法有：
②通過堿金屬氫過氧化物的過氧化氫合物分解制得，如2NaOOH·H2O2及相應(yīng)的鉀化合物分解可分別得到NaO2和KO2。
堿土金屬中，和鈣的超氧化物Ba(O2)2、Ca(O2)2也已制得。Mg、Zn、Cd的超氧化物僅以很小濃度，以固溶體的形式存在于相應(yīng)的過氧化物中。
固態(tài)超氧化物加熱時分解，與二氧化碳反應(yīng)經(jīng)由過氧碳酸根中間體，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。
4KO2+2CO2==2K2CO3+3O2。
有機化學(xué)
在有機化學(xué)中，超氧化物可以作為反應(yīng)物與烯烴反應(yīng)形成環(huán)氧化物。如（間氯過氧苯甲酸,MMPP......)
生物化學(xué)
生物氧化中，一個氧分子完全還原需要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(chǎn)物為臭氧基團，即為超氧陰離子O2-，其性質(zhì)活潑，易與多種大分子物質(zhì)結(jié)合而使其失去活性。
生物體正常代謝過程和在各種環(huán)境脅迫下均能產(chǎn)生活性氧和自由基（包括超氧陰離子）,它們的積累將引起生物體內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞。超氧化物歧化酶(superoxide?dismutase,SOD)廣泛存在于生物體內(nèi)，是活性氧清除系統(tǒng)中第一個發(fā)揮作用的抗氧化酶.。SOD岐化超氧根生成過氧化氫和分子氧，可在保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷過程中具有十分重要的作用。
種類及性質(zhì)
超氧化物通常是由金屬離子和超氧離子形成的化合物。其主要品種有超氧化鈉(Na2O4)（也被寫作NaO2)、超氧化鉀(K2O4)(也被寫作KO2)。鉀、、、鈣、、鋇能形成超氧化物，特征是分子中含有超氧離子O2。
超氧化物易潮解，加熱時便釋放出氧氣，性質(zhì)不穩(wěn)定，具有強氧化性和強吸濕性，置于空氣中能與水和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成碳酸根，同時放出氧。基于這一性質(zhì)，它們是氧氣再生藥板的主要原料，也用作隔絕式氧氣面具的產(chǎn)氧藥柱。上述反應(yīng)方程式如下（以K2O4為例）：
K2O4+2H2O=2KOH+過氧化氫+O2↑
2K2O4+2CO2=2K2CO3+3O2
制備方法
超氧化物的制備方法主要有以下三種：
①過氧化物與氧氣作用。
②鉀、銣、銫在過量的氧氣中燃燒。
超氧化鈉是將過氧化鈉在壓力為13MPa、溫度為350℃的高壓釜中通入氧氣進(jìn)行氧化生成的。
超氧化鉀的制備是在耐酸鋼置換釜內(nèi)，以鈉置換氯化鉀得到純度大于97%的鉀，熔融的鉀壓送到特制的噴槍與經(jīng)過凈化的空氣混合后噴入氧化爐，在230～250℃下燃燒生成超氧化鉀。
應(yīng)用
超氧化鉀與宇航員呼出的二氧化碳氣體作用，產(chǎn)生的氧氣可供他們呼吸。
參考資料 >