过氧化物和超氧化物的区别

主要区别 – 过氧化物与超氧化物

氧化物是包含一个或多个氧原子的任何化合物。氧化物可以是含有氧化物阴离子（O^2-)、含有过氧化物阴离子的过氧化物 (O^–) 或含有超氧阴离子 (O₂^–）。过氧化物是由氧-氧单键组成的任何化合物。这可以是阴离子的形式，也可以是分子的其他原子之间。过氧化氢是可以找到的最简单的过氧化物。超氧化物由高活性氧原子组成。超氧化物仅由碱金属（第 1 族元素）形成。过氧化物和超氧化物的主要区别在于 过氧化物中氧的氧化态为-1，而超氧化物中氧的氧化态为-1/2。

涵盖的关键领域

1.什么是过氧化物 – 定义、结构、示例 2. 什么是超氧化物 – 定义、结构、示例 3. 过氧化物和超氧化物有什么区别 – 主要差异的比较

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什么是过氧化物

过氧化物是由氧-氧单键组成的任何化合物。因此，识别过氧化物化合物的主要特征是这种 O-O 共价键的存在。有时，这种键可以作为离子化合物中的阴离子观察到。然后用符号表示为 O₂^-2.这被称为 过氧化物阴离子.当在共价化合物中发现 O-O 键时，它被称为 过氧组 或过氧化物基团。

图 1：H₂哦₂ 是最简单的过氧化物

在过氧化物基团中，一个氧原子的氧化态为-1。通常氧倾向于显示0或-2的氧化态。但由于两个氧原子相互键合，一个氧原子的氧化态为 -1。在过氧化物阴离子中，一个氧原子具有 -1 电荷，因为阴离子的总电荷为 -2。

离子过氧化物由与碱金属离子或碱土金属离子键合的过氧化物阴离子作为阳离子组成。一些例子是过氧化钠（Na₂哦₂)、过氧化钾(K₂哦₂)、过氧化镁(MgO)等。共价过氧化物化合物是由O-O单键直接与分子中的其他原子键合而成；例如，过氧化氢（H₂哦₂) 和过一硫酸 (H₂所以₅).

过氧化物可以在生物系统和自然界中找到。例如，我们细胞中的一些酶使用过氧化物来催化某些反应。一些植物物种使用过氧化物作为信号化学物质。过氧化物也用于实验室规模的应用。它在有机化学中非常有用，可以从有机反应中获得反马尔科夫尼科夫产物。

什么是超氧化物

超氧化物是含有阴离子O的化合物₂^–.在超氧化物基团中，一个氧原子的氧化态为-1/2。通常氧倾向于显示0或-2的氧化态。但由于有两个氧原子相互键合，一个氧原子的氧化态为 -1/2。在里面 超氧阴离子，一个氧原子的电荷为 -1/2，因为阴离子的总电荷为 -1。

图 2：超氧阴离子的化学结构

该阴离子也是由O-O单键组成。超氧阴离子是高度反应性的，因为 -1/2 氧化态不稳定。超氧阴离子被认为是一种表现出顺磁性的自由基。这是由于一个氧原子上存在未配对的电子（如上图所示）。

超氧阴离子中O-O键的键距约为1.33^○A. 只有碱金属倾向于形成超氧化物化合物。它们通过与 O 直接反应形成超氧化物化合物₂.碱金属的超氧化物包括 NaO₂, KO₂, 铷₂ 和 CsO₂.在这里，金属具有 +1 电荷。相应地，阴离子应具有 -1 电荷以中和化合物。

当这些超氧化物溶解在水中时，系统会迅速发生歧化。歧化是一种氧化还原反应，其中中间氧化态的化合物转化为两种不同的化合物。在这里，超氧阴离子和水反应形成 O₂ 和哦^– 离子。

4O₂^– + 2小时₂O → 3O₂ + 4OH⁻

这种反应就是为什么超氧化钾被用作航天飞机和潜艇的化学氧气发生器中的氧源。