БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ОК)

Окисле'ния сте'пень, то же, что окислительное число .

Окисли'тельно-восстанови'тельные реа'кциив организме, биохимические процессы, при которых происходит перенос электрона или атома водорода (иногда с сопровождающими его атомами или группами) от одной молекулы (окисляемой) к другой (восстанавливаемой). О.-в. р. катализируются ферментами оксидоредуктазами . Энергия, выделяющаяся при некоторых О.-в. р., запасается в химических связях молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и др. макроэргических соединений . К О.-в. р. относятся реакции трикарбоновых кислот цикла , реакции переноса электронов при дыхании , фотосинтезе , брожении и гликолизе , реакции окисления и синтеза жирных кислот и многие др. процессы, протекающие в любой живой клетке. См. Окисление биологическое .

Окисли'тельно-восстанови'тельный потенциа'л, равновесный электродный потенциал , характеризующий данную электролитическую среду. О.-в. п. при постоянной температуре зависит только от состава среды и может быть сообщен ею погруженному в неё электронному проводнику (электроду), если между средой и электродом не нарушен электронный обмен. О.-в. п. устойчив, если среда содержит заметные количества окислителя и восстановителя (см. Окисление-восстановление ), причём первый есть продукт окисления второго. Простейший пример — ионы окисного и закисного железа: Fe 3 +— ионы могут захватывать из металла электроны, превращаясь в Fe 2 +— ионы, способные к обратной реакции; потенциал, при котором эти реакции динамически уравновешивают друг друга, и есть О.-в. п. Чем сильнее окислительная способность среды, тем он выше. Величины О.-в. п. используются при решении ряда задач в электро-, био- и аналитической химии. Как и величины нормального потенциала , они отсчитываются от условного нуля (потенциала нормального водородного электрода ).

Окисли'тельное фосфорили'рование, осуществляющийся в живых клетках синтез молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) из аденозиндифосфорной (АДФ) и фосфорной кислот за счёт энергии окисления молекул органических веществ (субстратов). В результате О. ф. в клетках накапливается АТФ — важнейшее макроэргическое соединение , расходуемое затем на обеспечение энергией различных процессов жизнедеятельности. Основные субстраты О. ф. — органические кислоты, образующиеся в трикарбоновых кислот цикле . О. ф. было открыто в 1930 советским биохимиком В. А. Энгельгардтом. В 1939 В. А. Белицер и Е. Т. Цыбакова показали, что О. ф. сопряжено с переносом электронов по цепи дыхательных ферментов, встроенных (как было установлено позднее) во внутреннюю мембрану митохондрий . Электроны поступают в дыхательную цепь от восстановленного никотинамидадениндинуклеотида (НАД · Н) или никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ · Н) и через кофермент Q (см. схему ) последовательно передаются от соединений с более отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом к соединениям с более положительным потенциалом.

Перенос электронов по цепи завершается восстановлением О 2с помощью сложного ферментного комплекса — цитохромоксидазы. Т. о., процесс окисления субстрата кислородом опосредован серией окислительно-восстановительных реакций; в результате каждой из этих реакций энергия, запасённая в молекуле окисляемого субстрата, освобождается небольшими порциями, что позволяет клетке использовать её более полно. Утилизация высвобождаемой энергии происходит в т. н. пунктах энергетического сопряжения. Синтез АТФ из АДФ и фосфата осуществляется ферментным комплексом АТФ-синтетазой (который может катализировать и обратную реакцию — расщепление АТФ).

Эффективность О. ф. оценивают с помощью отношения Р/О, т. е. количества фосфата, связанного при фосфорилировании АДФ, отнесённого к поглощённому О 2. Одна молекула АТФ образуется при переносе 2 электронов через пункт энергетического сопряжения. Р/О при окислении НАД · Н равно 3, янтарной кислоты — 2. См. также Аденозинфосфорные кислоты , Окисление биологическое , Цитохромы и лит. при этих статьях.

С. А. Остроумов.

Упрощённая схема цепи дыхательных ферментов, локализованных в митохондриях. Перенос электронов по цепи на трёх этапах (т. н. пунктах сопряжения) сопровождается запасанием выделяющейся энергии, т. е. синтезом АТФ из АДФ и фосфата (показано толстыми стрелками).

Окисли'тельное число', степень окисления, численная величина электростатического заряда, приписываемого атому в молекуле в предположении, что электронные пары, осуществляющие связь, полностью смещены в сторону более электроотрицательных атомов. О. ч. атома водорода в соединениях с неметаллами условно принято равным +1. Правила расчёта О. ч. даны в статьях Окисление-восстановление , Валентность . В химии понятие «О. ч.» используется при составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций, при классификации неорганических соединений, в особенности координационных (см. Комплексные соединения ), где применение обычных классических определений валентности вызывает затруднения.

О. ч. в ряде случаев не совпадает ни с валентностью (например, в органических соединениях углерод всегда четырёхвалентен, а О. ч. атома С в соединениях CH 4, CH 3OH, HCOOH соответственно равно –4, –2 и +2), ни с фактическим числом электронов, которые участвуют в образовании связей. В случае атомов, близких по электроотрицательности , возникает неопределённость, к какому из них сдвигается электронная пара. Например, в молекуле CS 2электроотрицательность атомов углерода и серы практически одинакова и О. ч. атомов С и S может быть +4 и –2 или –4 и + 2 соответственно (значения электроотрицательностей см. в табл. к ст. Металлы ).

О'кислы, оксиды, соединения химических элементов с кислородом. По химическим свойствам все О. делятся на солеобразующие (например, Na 2O, MgO, Al 2O 3, SiO 2, P 2O 5, SO 3, Cl 2O 7) и несолеобразующие (например, СО, N 2O, NO, H 2O). Солеобразующие О. подразделяются на основные, кислотные и амфотерные (их гидроокиси являются соответственно основаниями , кислотами или проявляют амфотерность ). Химическая функция О. определяется положением окисленных элементов в периодической системе элементов Д.И. Менделеева. (О названиях О. см. Номенклатура химическая .) Многие О. встречаются в природе: вода H 2O, углекислый газ СО 2, кремнезём SiO 2(главная составная часть горных пород) и др. Некоторые природные О. ( железа , олова и др.) служат главным сырьём для получения соответствующих металлов. О. широко применяют в технике, например негашёную известь CaO — в строительном деле, NO 2, SO 2— в производстве азотной и серной кислот.