zuurstofsoorten

Zuurstofsoorten verwijst naar de verschillende vormen en toestanden waarin zuurstof voorkomt, variërend van moleculair O2 tot ozon en tot diverse zuurstofverbindingen en -radicalen. Ze spelen een belangrijke rol in chemische, biologische en omgevingsprocessen.

Moleculair zuurstof en gebonden vormen. De meest voorkomende zuurstofvorm is het diatomische O2, in de grondtoestand een tripletstaat (X3Σg−). Excite toestanden bevatten singlet-zuurstof, zoals 1Δg en 1Σg+, die veel reactiever zijn dan het grondtoestand-O2. Ozon (O3) is een derde zuurstofvorm die in de atmosfeer ontstaat via reacties met vrij O-atomen; ozon fungeert als absorber van ultraviolet licht in de stratosfeer en kan bij contact met biomoleculen schadelijk zijn bij hogere concentraties.

Atomaire en radicale zuurstofspecies. Atomair zuurstof O kan snel reageren en verschillende radicalen vormen. Belangrijke reactieve zuurstofsoorten (ROS) omvatten onder meer superoxide (O2−), hydroperoxylradicaal HO2•, en waterstofperoxide (H2O2). Radicale vormen zoals hydroxylradicaal •OH en peroxyl- en alkoxylradicalen (RO2•, RO•) spelen sleutelrollen in verbranding, stofwisseling en chemische afbraak. ROS kunnen schadelijke beschadiging aan biomoleculen veroorzaken, maar ook functies hebben in cel-signaalprocessen en afweermechanismen.

Toepassingen en context. Zuurstofsoorten zijn centraal in verbrandingsprocessen, milieuchemie en biologische systemen. Hoge ROS-concentraties kunnen leiden tot schade aan DNA, eiwitten en lipiden, wat betrokken is bij veroudering en ziektes, terwijl gecontroleerde ROS-productie ook nuttig kan zijn bij bijvoorbeeld fotodynamische therapie en stofwisseling. In de atmosfeer vormen verschillende zuurstofspecies samen met andere deeltjes het klimaat- en geochemische systeem.