超酸化物

超酸化物 化学特性,用途語,生産方法

• 性質

  超酸化物イオンO2-を含む化合物をいう。一般式MIO2で示される。電気陽性の強い元素の化合物のみが知られている（MI＝Na,K,Rb,Cs,1/2Ca,1/2Sr,1/2Ba）。O3-はオゾン化物イオンといい、MIO3（MI＝Na,K,Rb,Cs）で示される化合物はオゾン化物（オゾニドozonide）であって、超酸化物とはいわない。

  アルカリ金属の化合物は、金属あるいは金属酸化物を十分な酸素あるいは空気と熱して得られる。アルカリ土類金属化合物は、過酸化物と過酸化水素濃溶液との長時間加熱によって得られる。

  アルカリ金属の化合物は黄色常磁性（[O¨O]-イオンの存在のため）の固体。ナトリウム化合物のほかは乾燥空気中で安定。高温では分解し、融解状態では黒色を呈する。水と反応して酸素を放って過酸化物となり、高温ではさらに水酸化物にまで分解する。

  2KO2→K2O2＋O2

  K2O2＋H2O→2KOH＋1/2O2アルカリ土類金属化合物は純粋なものが得にくい。

  ［中原勝儼］

• 反応性

  金属と O2－ とのイオン結合性化合物．IUPACの体系名は，二酸化物(1－)(dioxides)．スーパー酸化物ともいわれる．アルカリ金属やアルカリ土類金属の化合物は比較的得やすい．遷移金属の化合物もあるが，これらはむしろ O2 の配位化合物とみなされる．アルカリ金属中，K～Csの化合物は，それぞれ金属または酸化物と過剰の O2 を反応させると得られる．NaO2は，Naと O2 を高温・高圧で反応させる必要がある．アルカリ土類金属の化合物は，H2O2の濃厚水溶液と過酸化物とを長時間反応させてつくる．O2－ を含む．アルカリ金属超酸化物は，K～Csでは炭化カルシウム型構造，Naでは黄鉄鉱型構造．室温ではアルカリ金属超酸化物は黄色で，常磁性である．一般に強い酸化剤で，室温では乾燥した空気中では安定である．高温に加熱すると分解する．水で酸素を発生して分解し，過酸化物を経て，最終的には水酸化物になる．

• 解説

  O2－イオンを有する化合物。MO2(M＝Na,K,Rb,Cs)，M(O2)2(M＝Ca,Sr,Ba)などが知られている。アルカリ金属または金属酸化物を過剰の酸素と加熱しながら反応させるか，アルカリ土類金属の過酸化物と過酸化水素濃厚水溶液とを加熱して得られる。アルカリ金属の超酸化物は黄色，常磁性の固体で，常磁性はO―Oの3電子結合における不対電子に基づいている。炭化カルシウム型の固体で，O―O結合は1.28Å程度であるが，NaO2のみは黄鉄鉱型構造で，O―O結合距離は1.33Åと長くなっている。
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• 説明

  A product of the univalent reduction of O2 or the univalent oxidation of H2O2. The superoxide radical (O22 ) or its corresponding acid (perhydroxyl radical, HO2; pKa 5 4.8) is generated both enzymatically and nonenzymatically in biological systems. Superoxide can also be produced by cathodic reduction of O2 in an aprotic solvent, as well as by ultrasonication, pulse radiolysis, or photolysis of water. By virtue of a relatively negative dioxygen/superoxide couple (Eo0 5 20.31 V) superoxide is a stronger reductant than it is an oxidant (i.e., it readily reduces oxidized cytochrome C). Detection methods include optical spectroscopy, electron spin resonance, mass spectrometry, and detection of its presence based on its ability to reduce readily measurable oxidants such as cytochrome c or tetrazolium salts. Due to its reductive ability as well as the spontaneous disproportionation that proceeds with a rate constant of about 105 M21 sec21 (O22 1 O22 1 2H1-H2O2 1 O2), the steady-state concentrations of the oxyradicals are usually low at physiological conditions.

• 定義

  superoxides: group of inorganiccompounds that contain the O₂– ion.They are formed in significant quantitiesonly for sodium, potassium, rubidium,and caesium. They are verypowerful oxidizing agents and reactvigorously with water to give oxygengas and OH– ions. The superoxide ionhas an unpaired electron and is paramagneticand coloured (orange).

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