关于氧原子與其他化合物合成，请见「**氧化物**」。

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。两个氧原子共用一对电子，其中一个氧原子有一个未成对电子。
**超氧化物**（英語：）是含有**超氧离子**（**超氧根离子**，分子式：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。超氧离子是一个自由基也是還原劑，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。

化学
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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%。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−先部分与质子反应生成超氧酸（HO2，pKa约为4.88），然后发生如下反应：

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

生物化学
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生物氧化中，一个氧气分子完全还原需要4个电子。如果氧分子仅被加入的单个电子还原，则形成的中间产物为超氧基团，即为超氧阴离子O2-，其性质活泼，易与多种大分子物质结合而使其失去活性。

参见
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* 氧化物—O2−
* 超氧酸—HO2
* 臭氧化物—O3−
* 过氧化物—O22−
* 二氧基—O2+

参考资料
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1. ↑  Sawyer, D. T. *Superoxide Chemistry*, McGraw-Hill, doi:10.1036/1097-8542.669650
2. ↑  Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.


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| * 
* 论
* 编
**过氧化物、超氧化物和臭氧化物** |
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| H2O2H2O3HO2HO3 |  |  |  | He |
| Li2O2LiO2LiO3 | Be | B | (CH2)4O2 | (CH3)4NO2(CH3)4NO3(C2H5)4NO3 | O | F | Ne |
| Na2O2NaO2NaO3 | MgO2 | AlO2Al4O7 | Si | P | S | Cl2O5 | Ar |
| K2O2KO2KO3 | CaO2 | Sc | Ti2O5 | V | CrO5 | Mn | FeO2FeO4 | Co | Ni | CuO2 | ZnO2 | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr |
| Rb2O2RbO2RbO3 | SrO2 | Y | ZrO3 | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CdO2 | In | Sn | Sb | Te | I | Xe |
| Cs2O2Cs4O6（英语：）CsO2CsO3 | BaO2 | 镧系 | HfO3 | Ta | W | ReO4（俄语：） | Os | Ir | Pt | Au | HgO2（俄语：） | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
| Fr | Ra | 锕系 | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
|  |  | ↓ |  |  |
| 镧系 | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu |
| 锕系 | Ac | Th | Pa | UO4 | NpO4（俄语：） | PuO4（俄语：） | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr |

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