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산소 : 산화와 환원의 중간 상태가 생명

산소 O2
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- 산소 : 산화와 환원의 중간 상태가 생명

대부분의 원소는 수소·산소와 결합해 화합물을 만든다. 산소를 최대로 포함하는 화합물을 산화됐다고 하고 수소를 최대로 포함하는 화합물은 완전히 환원됐다고 한다. 예를 들어 탄소와 질소, 황의 산화 형태는 각각 이산화탄소, 오산화질소, 삼산화황이다. 이에 대응하는 완전히 환원된 분자들은 메탄, 암모니아, 황화수소이다.
완전한 산화, 환원 상태보다 적은 산소와 수소를 포함하는 분자를 중간산화상태에 있다고 한다. 탄소의 경우 일산화탄소, 포름산, 포름알데히드, 메탄올 등이다. 이 계열은 산소를 제거하거나 수소를 첨가해 산화상태를 낮출 수 있다. 생물학에서 중요한 모든 유기분자는 중간산화상태에 있다.
산화성은 원소들이나 화합물들을 더 산화된 형태로 바꾸려는 경향을 의미한다. 가장 간단한 산화성 기체 혼합물은 잘 떨어져 나가는 유리산소를 가지고 있다. 반면 환원성은 화합물을 더 환원된 형태로 바꾸려는 경향을 가진 것으로 가장 간단한 환원성 대기는 유리수소를 포함한다.
수소와 산소, 그리고 수증기만 포함하는 대기를 생각해 보자. 자외선을 쬐거나 전기방전이 일어나면 유리수소와 유리산소는 수소나 산소가 완전히 없어질 때까지 결합한다. 수소가 더 많으면 대기는 수소와 수증기를 포함하고 산소가 더 많으면 대기는 산소와 수증기로 이루어진다. 전자를 환원성 대기, 후자를 산화성 대기라고 한다. 반면 수증기는 포함하나 유리수소나 유리산소는 많이 없는 균형 잡힌 대기는 중성 대기라 한다.

현재 대기에서는 유기물 합성 안 일어나
지구의 원시대기는 생명체가 살 수 없는 환원성 대기였던 것으로 추정된다. 생명의 기원을 밝힐 때 원시대기의 상태는 매우 중요하다. 생물을 구성하는 유기화합물이 산화성 대기에서는 불안정하기 때문이다. 화합물의 합성은 환원성 대기에서는 쉽게 일어나나 중성이나 산화성 대기에서는 일어나지 않는다.
현재 대기는 강한 산화성이다. 20%의 유리산소를 포함하고 있다. 현재 대기 속의 유기화합물은 불안정한 상태이며 합성도 일어나지 않는다. 지질학자들은 지구 조성 때문에 원시대기에서 유리산소는 존재할 수 없었다고 보고 있다. 그래서 현재의 대기 중에 있는 산소는 수증기가 분해돼 만들어졌다고 추정한다.