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Superossido

Configurazione elettronica di Lewis del superossido. I sei elettroni esterni (del guscio di valenza) di ogni atomo di ossigeno sono evidenziati in nero; una coppia di elettroni è condivisa (in mezzo); l'elettrone spaiato è mostrato in alto a sinistra e l'elettrone aggiuntivo che conferisce la carica negativa è mostrato in rosso.

Lo ione superossido è la specie chimica O2−,[1] la quale contiene sia una carica elettrica negativa, che un elettrone spaiato ed è quindi un anione e un radicale allo stesso tempo (ione radicalico). Inoltre, dato che la carica negativa e l'elettrone spaiato sono situati uno in un atomo di ossigeno e l'altro sull'altro atomo, rappresenta anche uno ione radicale distonico.[2][3] La presenza dell'elettrone spaiato rende questo ione molecolare paramagnetico.

Questo ione si forma dalla riduzione dell'ossigeno molecolare (diossigeno), che è una specie diradicalica, un tripletto.[4] Tale riduzione avviene per aggiunta di un elettrone ad uno dei due atomi O, che così acquista carica negativa e perde il carattere radicalico, mentre l'altro atomo di ossigeno resta con un elettrone spaiato. Questa trasformazione è esotermica: in fase gassosa l'affinità elettronica del diossigeno ammonta a 0,448 eV.[5] I metalli più attivi, prima di tutto quelli alcalini, riescono ad effettuare facilmente questa riduzione fornendo composti salini di questo anione, detti superossidi.[6]

I superossidi, inoltre, compongono quella categoria di composti dell'ossigeno in cui quest'ultimo ha numero di ossidazione -1/2 (cosa che comporta la carica totale di -1 nell'anione sopracitato). Un esempio di questi composti è KO2, il superossido di potassio.

  1. ^ (EN) Maan Hayyan, Mohd Ali Hashim e Inas M. AlNashef, Superoxide Ion: Generation and Chemical Implications, in Chemical Reviews, vol. 116, n. 5, 9 marzo 2016, pp. 3029–3085, DOI:10.1021/acs.chemrev.5b00407. URL consultato il 30 aprile 2022.
  2. ^ (EN) Richard A. J. O’Hair e Michael L. Gross, Distonic Ions: Editorial, in Journal of the American Society for Mass Spectrometry, vol. 24, n. 4, 1º aprile 2013, pp. 467–468, DOI:10.1007/s13361-013-0602-4. URL consultato il 30 aprile 2022.
  3. ^ (EN) Peggy E. Williams, Bartłomiej J. Jankiewicz e Linan Yang, Properties and Reactivity of Gaseous Distonic Radical Ions with Aryl Radical Sites, in Chemical Reviews, vol. 113, n. 9, 11 settembre 2013, pp. 6949–6985, DOI:10.1021/cr400121w. URL consultato il 30 aprile 2022.
  4. ^ (EN) Weston Thatcher Borden, Roald Hoffmann e Thijs Stuyver, Dioxygen: What Makes This Triplet Diradical Kinetically Persistent?, in Journal of the American Chemical Society, vol. 139, n. 26, 5 luglio 2017, pp. 9010–9018, DOI:10.1021/jacs.7b04232. URL consultato il 30 aprile 2022.
  5. ^ (EN) Oxygen, su webbook.nist.gov. URL consultato il 30 aprile 2022.
  6. ^ Sawyer, D. T. Superoxide Chemistry, McGraw-Hill, DOI: 10.1036/1097-8542.669650
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