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<!DOCTYPE html>

<title>Hyperoxide</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Hyperoxide</span></h1>

</header>

</div>

<p><b>Hyperoxide</b> oder <b>Superoxide</b> sind chemische Verbindungen, die das vom <a href="Sauerstoff" title="Sauerstoff">Sauerstoff</a> abgeleitete <b>Dioxid(1−)</b>-<a href="Anion" title="Anion">Anion</a> (<sup>•</sup>O<sub>2</sub><sup>−</sup>) enthalten. Der Sauerstoff hat in diesen Verbindungen die <a href="Oxidationszahl" title="Oxidationszahl">Oxidationszahl</a> −½.

</p><p>Verbindungen mit dem O<sub>2</sub><sup>2−</sup>-Anion, wie <a href="Wasserstoffperoxid" title="Wasserstoffperoxid">H<sub>2</sub>O<sub>2</sub></a> und <a href="Bariumperoxid" title="Bariumperoxid">BaO<sub>2</sub></a>, sind

<a href="Peroxid" class="mw-redirect" title="Peroxid">Peroxide</a>, keine Hyperoxide.

</p>

<p>In der deutschsprachigen Fachliteratur wird häufig Hyperoxid als Name verwendet. Obwohl „Superoxid“ in der biochemischen Nomenklatur genannt wird, wird dieser im Deutschen nicht empfohlen und stattdessen die Verwendung des systematischen Namens <b>Dioxid(1−)</b> empfohlen, da das Präfix „Super“ nicht in allen Sprachen dieselbe Bedeutung hat.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

Im Englischen ist „superoxide“ von der <a href="International_Union_of_Pure_and_Applied_Chemistry" title="International Union of Pure and Applied Chemistry">IUPAC</a> als alternativer Name zur systematischen Bezeichnung akzeptiert. „Hyperoxide“ wird dagegen von IUPAC als obsolet betrachtet.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Eigenschaften">Eigenschaften</h2></div>

<p>Die Hyperoxide der Alkali- und Erdalkalimetalle sind gelbe bis orange, kristalline, <a href="Paramagnetisch" class="mw-redirect" title="Paramagnetisch">paramagnetische</a> Festkörper. Beim Erhitzen unter Sauerstoffabschluss zerfallen sie unter Bildung der entsprechenden <a href="Peroxide" title="Peroxide">Peroxide</a> und Sauerstoffentwicklung. Hyperoxide <a href="Disproportionierung" title="Disproportionierung">disproportionieren</a> in Gegenwart von Wasser unter Sauerstoffentwicklung und Bildung von Wasserstoffperoxid sowie der Hydroxide:

</p>

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</mrow>

</mrow>

</msup>

</mrow>

</mrow>

</mrow>

</msubsup>

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</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

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</mrow>

</msub>

<msup>

</mrow>

</msup>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mathrm {2\ {}^{\bullet }\mathrm {O} _{2}^{-}\ +\ 2\ H_{2}O\ \longrightarrow \ H_{2}O_{2}\ +\ 2\ OH^{-}\ +\ O_{2}} }</annotation>

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</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/43296e854ecf6444235f1ea541a687953a1a59da.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:46.054ex; height:3.009ex;" alt="{\displaystyle \mathrm {2\ {}^{\bullet }\mathrm {O} _{2}^{-}\ +\ 2\ H_{2}O\ \longrightarrow \ H_{2}O_{2}\ +\ 2\ OH^{-}\ +\ O_{2}} }" loading="lazy"></span></dd></dl>

<caption>Alkalisuperoxide

</caption>

<th>

</th>

<th>Lithiumsuperoxid

</th>

<th><a href="Natriumsuperoxid" class="mw-redirect" title="Natriumsuperoxid">Natriumsuperoxid</a>

</th>

<th><a href="Kaliumsuperoxid" class="mw-redirect" title="Kaliumsuperoxid">Kaliumsuperoxid</a>

</th>

<th><a href="Rubidiumsuperoxid" class="mw-redirect" title="Rubidiumsuperoxid">Rubidiumsuperoxid</a>

</th>

<th><a href="Caesiumsuperoxid" class="mw-redirect" title="Caesiumsuperoxid">Caesiumsuperoxid</a>

</th></tr>

<tr>

<td>Formel

</td>

</td>

</td>

</td>

</td>

</td></tr>

<tr>

<td>Aussehen

</td>

<td>gelb

</td>

<td>gelb bis orange

</td>

<td>gelb

</td>

<td>hellgelb

</td>

<td>gelb bis orange

</td></tr>

<tr>

<td>Schmelzpunkt

</td>

<td>zersetzt sich ab 25 °C

</td>

<td>551,7 °C

</td>

<td>560 °C

</td>

<td>zersetzt sich zwischen 280 und 360 °C

</td>

<td>600 °C

</td></tr></tbody></table>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Bildung">Bildung</h2></div>

<p>Hyperoxide entstehen bei der Verbrennung der <a href="Alkalimetall" class="mw-redirect" title="Alkalimetall">Alkalimetalle</a> <a href="Kalium" title="Kalium">Kalium</a>, <a href="Rubidium" title="Rubidium">Rubidium</a> und <a href="Caesium" title="Caesium">Caesium</a> in Gegenwart von Sauerstoff. <a href="Natrium" title="Natrium">Natrium</a> verbrennt dagegen hauptsächlich zum <a href="Peroxid" class="mw-redirect" title="Peroxid">Peroxid</a>. <a href="Lithium" title="Lithium">Lithium</a> – auch bei großem Sauerstoffüberschuss – überwiegend zum <a href="Oxid" class="mw-redirect" title="Oxid">Oxid</a>. Der Grund für das unterschiedliche Verhalten liegt im Anwachsen des <a href="Ionenradius" title="Ionenradius">Ionenradius</a> mit steigender Periode des Alkalimetalls, der Zunahme der <a href="HSAB-Konzept" title="HSAB-Konzept">Weichheit</a> der Kationen und im Gewinn an <a href="Gitterenergie" title="Gitterenergie">Gitterenergie</a>: während das kleine, <a href="HSAB-Konzept" title="HSAB-Konzept">harte</a> Lithium-Kation das ebenfalls kleine und harte Oxid-Anion als Bindungspartner im Ionenkristall bevorzugt, tritt ab Kalium, aber insbesondere beim Rubidium bzw. Caesium das große, wesentlich weichere Hyperoxid-Anion an dessen Stelle.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Biochemie">Biochemie</h2></div>

<p>Hyperoxide entstehen auch bei normalen Stoffwechselprozessen im Zuge der Reduktion molekularen Sauerstoffs z. B. in der <a href="Atmungskette" title="Atmungskette">Atmungskette</a> und können infolge ihrer hohen Reaktivität Zellstrukturen ggf. irreversibel zerstören. Sie werden daher den <a href="Reaktive_Sauerstoffspezies" title="Reaktive Sauerstoffspezies">reaktiven Sauerstoffspezies</a> (<i>RSS</i> oder englisch <i>ROS</i>) zugeordnet. Für den schnellen Abbau solcher freien Radikale ist das <a href="Enzym" title="Enzym">Enzym</a> <a href="Superoxid-Dismutase" class="mw-redirect" title="Superoxid-Dismutase">Superoxid-Dismutase</a> zuständig. Die Reaktion erfolgt ähnlich wie die Zersetzung in wässriger Lösung über eine Disproportionierung des Hyperoxids in Sauerstoff und Peroxid. Letzteres wird als Wasserstoffperoxid frei, welches durch eine <a href="Katalase" title="Katalase">Katalase</a> weiter zu Sauerstoff und Wasser entgiftet wird. Das Wasserstoffperoxid kann aber auch über <a href="Peroxidase" class="mw-redirect" title="Peroxidase">Peroxidasen</a> (z. B. Abbau von <a href="Lignin" title="Lignin">Lignin</a> oder <a href="Aromaten" title="Aromaten">Aromaten</a>) und Haloperoxidasen Verwendung im Organismus finden.

</p><p>Neuere Studien schreiben <a href="Reaktive_Sauerstoffspezies" title="Reaktive Sauerstoffspezies">RSS</a> wie dem Hyperoxid und dem <a href="Wasserstoffperoxid" title="Wasserstoffperoxid">Wasserstoffperoxid</a> neben der Generierung <a href="Oxidativer_Stress" title="Oxidativer Stress">oxidativen Stresses</a> eine wichtige Signalfunktion z. B. im Gehirn bei der Signalübertragung, der <a href="Synaptische_Plastizit%C3%A4t" class="mw-redirect" title="Synaptische Plastizität">synaptischen Plastizität</a> und der Gedächtnisbildung zu. Sie wirken dort zudem stark vasodilatierend (gefäßerweiternd) und scheinen daher wichtig für die Steigerung des <a href="Gehirn" title="Gehirn">zerebralen</a> Blutflusses und des zerebrovaskulären <a href="Tonus" title="Tonus">Tonus</a> zu sein.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Geschichte">Geschichte</h2></div>

<p>Dass Hyperoxide bei der Reaktion von Alkalimetallen mit Sauerstoff eine Rolle spielen und die bisherigen Reaktionsgleichungen (die die Bildung von Tetroxiden annahmen) dafür falsch waren, fand 1931 <a href="Linus_Pauling" title="Linus Pauling">Linus Pauling</a> heraus. Pauling schlug auch den Namen vor. 1934 wurde das experimentell von Edward W. Neuman (1904–1955) bestätigt, indem er zeigte, dass Kaliumhyperoxid die magnetischen Eigenschaften freier Radikale hatte.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Dass Hyperoxide auch in Lebewesen eine Rolle spielen, schlug zuerst 1954 Rebecca Gershman (1903–1986) vor, und <a href="Irwin_Fridovich" title="Irwin Fridovich">Irwin Fridovich</a> schlug in den 1960er Jahren vor, dass sich Hyperoxide frei in lebenden Zellen bewegen, konnte sich mit dieser Ansicht aber damals noch nicht durchsetzen. 1968 identifizierte Joe Milton McCord (* 1945) ein schon bekanntes, häufig vorkommendes Enzym als Hyperoxid-Einfänger in Zellen und nannte es Hyperoxid-Dismutase.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Wolfgang Liebscher, Ekkehard Fluck: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://books.google.com/books?id=i5HdWb6iWrgC&pg=PA108"><i>Die systematische Nomenklatur der anorganischen Chemie.</i></a> Springer, 1998, ISBN 3-540-63097-X, S. 108.</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><a href="International_Union_of_Pure_and_Applied_Chemistry" title="International Union of Pure and Applied Chemistry">IUPAC</a>: <a rel="nofollow" class="external text" href="http://old.iupac.org/publications/books/rbook/Red_Book_2005.pdf"><i>Red Book.</i></a> (PDF; 4,3 MB). S. 73 und 320.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">K. T. Kishida, E. Klann: <i>Sources and targets of reactive oxygen species in synaptic plasticity and memory.</i> In: <i><a href="Antioxid_Redox_Signal" class="mw-redirect" title="Antioxid Redox Signal">Antioxid Redox Signal</a>.</i> 9, 2007, S. 233–244. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17115936?dopt=Abstract">PMID 17115936</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Derek Lowe, Das Chemiebuch, Librero 2017, S. 296</span>

</li>

</ol>

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<div class="klappleiste-kopf">Stoffgruppen mit Anionen, die nur aus <a href="Sauerstoff" title="Sauerstoff">Sauerstoff</a> bestehen</div>

<p><a href="Suboxide" title="Suboxide">Suboxide</a> |

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</p>

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