スーパーオキシドアニオンラジカル

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超酸化物

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/07/19 06:48 UTC 版)

超酸化物（ちょうさんかぶつ、英語: superoxide）とは、スーパーオキシドアニオン（化学式: O−
2）を含む化学物質の総称である。自然界では酸素分子（O₂）の一電子還元により広範囲に生成している点が重要であり、1つの不対電子を持つ。スーパーオキシドアニオンは、二酸素と同様にフリーラジカルであり、常磁性を有する。一般に活性酸素と呼ばれる化学種の一種である。

ルイス式で表したスーパーオキシドアニオン。それぞれの酸素原子に存在する、6つの外殻電子を黒点で表している。周りにある電子対は2つの酸素原子に共有され、左上には不対電子があり、（イオン化の時に）付加した電子による負電荷は赤点で表す。

生成、基本的な反応、構造

超酸化物の酸素原子はそれぞれ酸化数が−1/2である。O−
2のO–O結合距離は1.33 Åであり、それに対して、O₂では1.21 Å、O2−
2では1.49 Åである。

O₂とアルカリ金属とを直接反応させることで、超酸化セシウム（CsO₂）、超酸化ルビジウム（RbO₂）、超酸化カリウム（KO₂）、超酸化ナトリウム（NaO₂）が生成する。500 °C、300 気圧以下の条件下では過酸化ナトリウム（Na₂O₂）が生成するので超酸化ナトリウム（NaO₂）を生成するには500 °C、300気圧の高温高圧が必要である。Mg、Ca、Sr、Baなどアルカリ土類金属が酸素と反応した場合は相当する過酸化物塩が主生成物となり、副生成物（すなわち不純物）として相当する超酸化物塩が含まれる。

超酸化カリウムはO−
2試剤として通常採用される試薬である。純度は~96%であり不純物としては過酸化カリウムを含む。

還元の過程では結合次数はO₂の2、O−
2の1.5、O2−
2の1へと変化する。

超酸化物とアルカリ金属との塩は橙〜黄色の結晶で乾燥状態では極めて安定である。しかし水に溶かすと、O−
2は速やかに不均化する。

${\ce {2O2^- + H2O -> O2(g) + HO2^- + OH^-}}$

出典は列挙するだけでなく、脚注などを用いてどの記述の情報源であるかを明記してください。記事の信頼性向上にご協力をお願いいたします。（2016年10月）

生体中に発生したスーパーオキシドアニオンは、スーパーオキシドディスムターゼ（SOD）と呼ばれる酸化還元酵素で二段階の一電子酸化還元を経て過酸化水素に変化する。

${\ce {2O2^- + 2H^+ -> O2 + H2O2}}$