Was ist das Hydroxylradikal?

Wasser ist ein elektrisch neutrales Molekül, das wie bei Säure-Base-Reaktionen durch die Kombination von Wasserstoffionen und Hydroxidionen gebildet werden kann. In der Kurzform der Chemiker lautet die Reaktion H ⁺ & OH ^- → H ₂ O. Dabei ist das einzige Wasserstoffatom tatsächlich ein Ion, das keine negativen Elektronen trägt und somit eine positive Ladung trägt, während das Wasserstoff-Sauerstoff-Kombinat zwei besitzt freie Elektronen, wodurch es eine negative Ladung erhält. Es ist möglich, eine andere Form des Wasserstoff-Sauerstoff-Kombinats herzustellen, die nur ein freies Elektron und nicht zwei trägt. Dies ist das elektrisch neutrale, aber chemisch sehr reaktive Hydroxylradikal.

Sauerstoff ist stark elektronegativ, während Wasserstoff elektropositiv ist. Außerdem ist das Wasserstoffatom im Vergleich zum Sauerstoffatom recht klein. Es ist das "elektronenliebende" Sauerstoffatom und nicht das Wasserstoffatom, das das freie Elektron trägt. Die Anzahl der freien Radikale nimmt mit der Zeit durch Abrieb ab, beispielsweise wenn sich zwei Hydroxylradikale zu einem Molekül Wasserstoffperoxid vereinigen. Umgekehrt werden die leicht zu spaltenden Peroxide - insbesondere organische Peroxide mit großen Anhängen, die dazu neigen, diese Bindungen zu dehnen, wie Di-tert-butylperoxid oder Benzoylperoxid - als Quellen für freie Radikale in Labor- und kommerziellen Synthesen verwendet.

Das Hydroxylradikal ist nicht nur im Labor und im Handel wichtig, sondern auch in der Medizin und in unserer Atmosphäre. Stickoxidschadstoffe in der Troposphäre von Kraftfahrzeugen und Fabriken zersetzen sich und setzen angeregte Sauerstoffatome frei. Diese einzelnen Atome, nicht zu verwechseln mit Sauerstoffmolekülen, O ₂ , verbinden sich mit Luftfeuchtigkeit und wandeln sich in Hydroxylradikale, • OH, um. Es gibt andere Quellen für das Hydroxylradikal, die häufiger in anderen Situationen auftreten, einschließlich der Reaktion von Ozon mit doppelt gebundenen organischen Verbindungen, die Alkene genannt werden. In den meisten Fällen, die in der Natur vorkommen, werden Hydroxylradikale als nicht wünschenswert angesehen. Dies ist im Bereich Gesundheit und Medizin der Fall.

Dies liegt daran, dass das Hydroxylradikal eine kleine und sehr bewegliche, wasserlösliche Form des freien Radikals ist. Im menschlichen Körper werden freie Radikale normalerweise als unerwünscht angesehen und können mit Krankheit und Alterung verbunden sein. Ein besorgniserregendes Enzymsystem ist das Atmungssystem, in dem freie Radikale empfindliche Körpergewebe angreifen. Partikel in der Atmosphäre - insbesondere Übergangsmetallionen - wurden in feuchten Umgebungen wie Lungengewebe als Hydroxylradikalbildner erkannt und führen zu Lungenerkrankungen, einschließlich Krebs. Das Hydroxylradikal wurde auch mit einem chemischen Angriff auf DNA-Stränge in Verbindung gebracht.