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超氧离子的
路易斯结构式。电荷用红色表示,氧原子的六个外层电子用黑点表示。两个氧原子共享一对电子,其中一个氧原子有一个未成对电子。
超氧化物是含有
超氧离子(
超氧根离子,O2−)的一类
化合物,是
氧气分子的单电子还原产物,广泛存在于自然界中。
[1]超氧离子是一个
自由基,一个氧原子带有一个未成对电子,与氧气分子一样呈
顺磁性。
[
编辑] 化学超氧化物中,氧的
氧化态为-1/2,O2−的O-O键长为1.33Å(氧气中为1.21Å,O22−中为1.49Å)。按O-O
键级排序,O2中键级为2,O2−中键级为1.5,O22−中的键级为1。
碱金属超氧化物CsO2、RbO2、
KO2可由金属与氧气直接反应制备,
NaO2的制备则需
过氧化钠与氧气加压反应,单质直接反应得到的超氧化钠约占10%。
[2]它们都是橙黄色的稳定固体,与水迅速反应
歧化。反应中的O2−为
强布朗斯特碱,先与质子反应生成
超氧酸(HO2,
pKa约为4.88)。
2 O2− + 2 H2O → O2 + H2O2 + 2 OH− 其他制备超氧化物的方法包括:
[*]氧气低温氧化金属的液氨溶液。超氧化锂就可通过此法制得。[*]通过碱金属氢过氧化物的过氧化氢合物分解制得,如2NaOOH·H2O2及相应的钾化合物分解可分别得到NaO2和KO2。
碱土金属中,
钡和
钙的超氧化物Ba(O2)2、Ca(O2)2也已制得。Mg、Zn、Cd的超氧化物仅以很小浓度,以
固溶体的形式存在于相应的
过氧化物中。
固态超氧化物加热时分解,与
二氧化碳反应经由过氧
碳酸盐中间体,最终得到氧气和碳酸盐。
超氧化钾可用作空间飞船和潜艇中的
供氧剂。
2NaO2 → Na2O2 + O2
[
编辑] 参见
[
编辑] 参考资料
^ 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.
取自"
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%B6%85%E6%B0%A7%E5%8C%96%E7%89%A9&variant=zh-cn"
2个分类:
按阴离子分类的化合物 |
超氧化物