Óxido nítrico (II)

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Óxido nítrico​(II)​
General
Nombre sistemático	Óxido nítrico​(II)​
química fórmula	NO
Propiedades físicas
Estado	gas incoloro
Masa molar	30,0061 g/ mol
Densidad	gas: 1,3402 kg/m³
Energía de ionización	9,27 ± 0,01 eV [2]
Propiedades termales
La temperatura
•  fusión	-163,6°C
•  hirviendo	-151,7°C
• descomposición	por encima de +700 °C
entalpía
•  educación	81 kJ/mol
Presion de vapor	34,2 ± 0,1 atm [2]
Propiedades químicas
Solubilidad
• en agua	0,01g/100ml
Clasificación
registro número CAS	[10102-43-9]
PubChem	145068
registro Número EINECS	233-271-0
SONRISAS	[N]=O
InChI	InChI=1S/NO/c1-2MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N
RTECS	QX0525000
CHEBI	16480
un numero	1660
ChemSpider	127983
La seguridad
Pictogramas SGA
NFPA 704	0 3 0BUEY[una]
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario.
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Óxido nítrico (II) ( mon (o) óxido nítrico , óxido nítrico , radical nitrosilo ) NO - óxido nítrico que no forma sal .

La presencia de un electrón desapareado provoca la propensión del NO a formar dímeros de N 2 O 2 débilmente enlazados . Estos son compuestos frágiles con una dimerización ΔH ° de alrededor de 17 kJ/mol. El óxido nítrico líquido (II) está compuesto en un 25 % por moléculas de N 2 O 2 y el sólido está compuesto en su totalidad por ellas.

Conseguir

El óxido nítrico (II) es el único óxido de nitrógeno que se puede obtener directamente de los elementos libres combinando nitrógeno con oxígeno a altas temperaturas (1200-1300 °C) o en una descarga eléctrica. En la naturaleza, se forma en la atmósfera durante las descargas de rayos (el efecto térmico de la reacción es −180,9 kJ):

e inmediatamente reacciona con el oxígeno :

.

A medida que desciende la temperatura, el óxido nítrico (II) se descompone en nitrógeno y oxígeno, pero si la temperatura desciende bruscamente, entonces el óxido que no ha tenido tiempo de descomponerse existe durante mucho tiempo: a baja temperatura, la tasa de descomposición es baja. Este enfriamiento rápido se denomina "apagado" y se utiliza en uno de los métodos para obtener ácido nítrico .

En el laboratorio, se suele obtener haciendo reaccionar 31% HNO 3 con algunos metales , por ejemplo, con cobre :

.

Mediante las reacciones se puede obtener NO más puro, no contaminado con impurezas.

, .

El método industrial se basa en la oxidación del amoníaco a alta temperatura y presión con la participación de Pt , Rh , Cr 2 O 3 (como catalizadores ):

.

La producción de NO es uno de los pasos en la producción de ácido nítrico .

Propiedades físicas

En condiciones normales, el NO es un gas incoloro. Poco soluble en agua. Tiene una densidad de 1,3402 kg/m³ [3] . Licuado con dificultad; en forma líquida y sólida tiene un color azul.

Propiedades químicas

A temperatura ambiente y presión atmosférica, el NO es oxidado por el oxígeno atmosférico:

.

Como resultado, la mezcla de gases se vuelve marrón.

El NO también se caracteriza por reacciones de adición de halógenos con la formación de haluros de nitrosilo, en esta reacción el NO exhibe las propiedades de un agente reductor con la formación de cloruro de nitrosilo :

.

En presencia de agentes reductores más fuertes, el NO exhibe propiedades oxidantes:

.

A temperaturas superiores a +700 °C, se descompone:

.

No reacciona con el agua, es un óxido que no forma sales.

Acción fisiológica

Toxicidad

El óxido nítrico (II) es un gas venenoso con efecto asfixiante.

Acción sobre los organismos vivos

El óxido nítrico es uno de los pocos transmisores de gases conocidos y, además, también es un radical libre químicamente muy reactivo, capaz de actuar tanto como agente oxidante como agente reductor. El óxido nítrico es un segundo mensajero clave en los organismos vertebrados y juega un papel importante en la señalización intercelular e intracelular y, como resultado, en una variedad de procesos biológicos. [4] Se sabe que el óxido nítrico es producido por casi todos los tipos de organismos vivos, desde bacterias, hongos y plantas hasta células animales. [5]

El óxido nítrico, originalmente conocido como el factor vasodilatador endotelial (cuya naturaleza química aún no se conocía) es sintetizado en el organismo a partir de la arginina con la participación del oxígeno y el NADP por la enzima óxido nítrico sintasa . La recuperación de nitratos inorgánicos también se puede utilizar para producir óxido nítrico endógeno en el cuerpo. El endotelio vascular utiliza el óxido nítrico como señal para que las células del músculo liso circundante se relajen, lo que produce vasodilatación y aumento del flujo sanguíneo. El óxido nítrico es un radical libre altamente reactivo con una vida útil del orden de unos pocos segundos, pero tiene una alta capacidad para penetrar las membranas biológicas. Esto hace que el óxido nítrico sea una molécula de señalización ideal para la señalización autocrina (dentro de una célula) o paracrina (entre células adyacentes o poco espaciadas) a corto plazo. [6]

Independientemente de la actividad de la óxido nítrico sintasa, existe otra vía para la biosíntesis del óxido nítrico, la llamada vía nitrato-nitrito-óxido, que consiste en la reducción secuencial de los nitratos de la dieta y los nitritos obtenidos de los alimentos vegetales. [7] Se ha demostrado que las verduras ricas en nitrato, especialmente las verduras de hojas verdes como la espinaca y la rúcula , así como la remolacha , aumentan los niveles de óxido nítrico endógeno y brindan protección al miocardio contra la isquemia, así como también reducen la presión arterial en personas con predisposición a la hipertensión arterial o el comienzo del desarrollo de la hipertensión. [8] [9] Para que el cuerpo produzca óxido nítrico a partir de los nitratos de los alimentos a través de la vía nitrato-nitrito-óxido, el nitrato primero debe ser reducido a nitrito por bacterias saprofitas (bacterias comensales) que viven en la boca. [10] El monitoreo del contenido de óxido nítrico en la saliva permite detectar la biotransformación de los nitratos vegetales en nitritos y óxido nítrico. Se han observado niveles elevados de óxido nítrico en la saliva con dietas ricas en verduras de hoja verde. A su vez, las verduras de hoja verde suelen ser un componente esencial de muchas dietas antihipertensivas y “cardíacas” diseñadas para tratar la hipertensión, la enfermedad coronaria y la insuficiencia cardíaca. [once]

La producción de óxido nítrico aumenta en las personas que viven en las montañas, especialmente en altitudes elevadas. Esto contribuye a la adaptación del cuerpo a condiciones de presión parcial de oxígeno reducida y una disminución en la probabilidad de hipoxia debido a un aumento en el flujo sanguíneo tanto en los pulmones como en los tejidos periféricos. Los efectos conocidos del óxido nítrico incluyen no solo la vasodilatación, sino también la participación en la neurotransmisión como transmisor de gas y la activación del crecimiento del cabello, [12] y la formación de intermediarios metabólicos reactivos, y la participación en el proceso de erección del pene (debido a la capacidad de óxido nítrico para dilatar los vasos del pene). Los nitratos farmacológicamente activos, como la nitroglicerina , el nitrito de amilo , el nitroprusiato de sodio , realizan sus efectos vasodilatadores, antianginosos (antiisquémicos), hipotensores y antiespasmódicos debido al hecho de que a partir de ellos se forma óxido nítrico en el cuerpo. El fármaco antihipertensivo vasodilatador minoxidil contiene un residuo de NO y puede funcionar, entre otras cosas, también como agonista de NO. De manera similar, el sildenafil y medicamentos similares mejoran la erección principalmente al aumentar la cascada de señalización relacionada con el NO en el pene.

El óxido nítrico contribuye al mantenimiento de la homeostasis vascular provocando la relajación de los músculos lisos de las paredes vasculares e inhibiendo su crecimiento y engrosamiento de la íntima vascular (remodelación vascular hipertensiva), así como inhibiendo la adhesión y agregación de plaquetas y la adhesión de leucocitos a el endotelio vascular. Los pacientes con aterosclerosis vascular, diabetes mellitus o hipertensión a menudo tienen evidencia de alteración del metabolismo del óxido nítrico o anomalías en las cascadas de señalización del óxido nítrico intracelular. [13]

También se ha demostrado que la ingesta elevada de sal reduce la producción de óxido nítrico en pacientes hipertensos, aunque la biodisponibilidad del óxido nítrico no cambia, permanece igual. [catorce]

El óxido nítrico también se forma durante la fagocitosis por células capaces de fagocitosis, como monocitos , macrófagos , neutrófilos , como parte de la respuesta inmunitaria a microorganismos extraños invasores (bacterias, hongos, etc.). [15] Las células capaces de fagocitosis contienen óxido nítrico sintasa inducible (iNOS), que se activa con interferón-γ o una combinación de factor de necrosis tumoral con una segunda señal inflamatoria . [16] [17] [18] Por otro lado, el factor de crecimiento transformante β (TGF-β) tiene un fuerte efecto inhibitorio sobre la actividad de iNOS y la biosíntesis de óxido nítrico por parte de los fagocitos. Las interleucinas 4 y 10 tienen un efecto inhibidor débil sobre la actividad de iNOS y la biosíntesis de óxido nítrico por parte de las células correspondientes. Por lo tanto, el sistema inmunitario del cuerpo tiene la capacidad de regular la actividad de iNOS y el arsenal de medios de respuesta inmunitaria disponibles para los fagocitos, que desempeña un papel en la regulación de la inflamación y la fuerza de las respuestas inmunitarias. [19] El óxido nítrico es secretado por los fagocitos durante la respuesta inmune como uno de los radicales libres y es altamente tóxico para bacterias y parásitos intracelulares, incluyendo Leishmania [20] y Plasmodium palúdico . [21] [22] [23] El mecanismo de la acción bactericida, antifúngica y antiprotozoaria del óxido nítrico incluye daño al ADN de bacterias, hongos y protozoos [24] [25] [26] y daño a las proteínas que contienen hierro con la destrucción de complejos de hierro con azufre y la formación de glándulas de nitrosilos. [27]

En respuesta a esto, muchas bacterias, hongos y protozoos patógenos han desarrollado mecanismos de resistencia al óxido nítrico formados durante la fagocitosis o mecanismos para su rápida neutralización. [28] Dado que el aumento de la producción de óxido nítrico endógeno es uno de los marcadores de la inflamación, y dado que el óxido nítrico endógeno puede tener un efecto proinflamatorio en afecciones como el asma bronquial y las enfermedades broncoobstructivas, existe un mayor interés en la medicina práctica. en el posible uso de un análisis del contenido de óxido nítrico en el aire exhalado como una simple prueba de aliento para la inflamación de las vías respiratorias. Se han encontrado niveles reducidos de óxido nítrico exhalado endógeno en fumadores y ciclistas expuestos a la contaminación del aire. Al mismo tiempo, en otras poblaciones (es decir, no ciclistas), un aumento en el nivel de óxido nítrico endógeno en el aire exhalado se asoció con la exposición a la contaminación del aire. [29]

El óxido nítrico endógeno puede contribuir al daño tisular durante la isquemia y la posterior reperfusión, ya que durante la reperfusión se puede formar una cantidad excesiva de óxido nítrico, que puede reaccionar con el superóxido o el peróxido de hidrógeno y formar un agente oxidante fuerte y tóxico que daña los tejidos: el peroxinitrito . Por el contrario, en la intoxicación por paraquat, la inhalación de óxido nítrico contribuye a una mayor supervivencia y una mejor recuperación de los pacientes, ya que el paraquat provoca la formación de grandes cantidades de superóxido y peróxido de hidrógeno en los pulmones, una disminución de la biodisponibilidad del NO por su unión al superóxido y la formación de peroxinitrito, y la inhibición de la actividad de la óxido nítrico sintasa.

En las plantas, el óxido nítrico endógeno se puede producir de una de cuatro maneras:

1. Con la ayuda de la óxido nítrico sintasa dependiente de arginina; [30] [31] [32] (aunque la existencia de homólogos directos de la óxido nítrico sintasa animal en las plantas sigue siendo un tema de debate y no es reconocida por todos los expertos), [33]
2. Con la ayuda de la nitrato reductasa ubicada en la membrana plasmática de las células vegetales, que restituye los nitratos y nitritos absorbidos del suelo;
3. Con la ayuda del transporte de electrones que ocurre en las mitocondrias ;
4. Mediante oxidación no enzimática de amoníaco o reducción no enzimática de nitratos y nitritos.

En las plantas, el óxido nítrico endógeno también es una molécula de señalización (gasotransmisor), contribuye a la reducción o prevención del estrés oxidativo en las células y también desempeña un papel en la protección de las plantas contra patógenos y hongos. Se ha demostrado que la exposición de flores cortadas y otras plantas a bajas concentraciones de óxido nítrico exógeno prolonga el tiempo que tardan en marchitarse, volverse amarillas y perder hojas y pétalos. [34]

Los dos mecanismos más importantes por los cuales el óxido nítrico endógeno ejerce sus efectos biológicos sobre las células, los órganos y los tejidos son la nitrosilación S de los compuestos tiol (incluidos los grupos tiol de los aminoácidos que contienen azufre , como la cisteína ) y la nitrosilación de los metales de transición. iones La S-nitrosilación significa la conversión reversible de grupos tiol (por ejemplo, residuos de cisteína en moléculas de proteína) en S-nitrosotioles (RSNO). La S-nitrosilación es un mecanismo importante para la modificación y regulación postraduccional dinámica y reversible de las funciones de muchas, si no todas, las principales clases de proteínas. [35] La nitrosilación de iones de metales de transición implica la unión de NO a un ion de metal de transición, como hierro , cobre , zinc , cromo , cobalto , manganeso , incluidos los iones de metales de transición como parte de grupos prostéticos o sitios catalíticos activos de metaloenzimas. En este papel, el NO es un ligando nitrosilo . Los casos típicos de nitrosilación de iones de metales de transición incluyen la nitrosilación de proteínas que contienen hemo , como el citocromo , la hemoglobina , la mioglobina , que conduce a la disfunción de la proteína (en particular, la incapacidad de la hemoglobina para realizar su función de transporte o la inactivación de la enzima). La nitrosilación del hierro ferroso juega un papel particularmente importante, ya que la unión del ligando nitrosilo al ion ferroso es particularmente fuerte y conduce a la formación de un enlace muy fuerte. La hemoglobina es un ejemplo importante de una proteína cuya función puede alterarse bajo la influencia del NO en ambos sentidos: el NO puede unirse directamente al hierro en el hemo en la reacción de nitrosilación y formar S-nitrosotioles en la S-nitrosilación de compuestos que contienen azufre. aminoácidos en la hemoglobina. [36]

Así, existen varios mecanismos por los cuales el óxido nítrico endógeno afecta los procesos biológicos en organismos vivos, células y tejidos. Estos mecanismos incluyen la nitrosilación oxidativa de proteínas que contienen hierro y otros metales, como la ribonucleótido reductasa, la aconitasa, la activación de la guanilato ciclasa soluble con un aumento en la formación de cGMP , la estimulación de la ribosilación de proteínas dependientes de ADP, la S-nitrosilación de sulfhidrilo (tiol) grupos de proteínas, lo que lleva a su modificación postraduccional (activación o inactivación), activación de factores de transporte regulados de hierro, cobre y otros metales de transición. [37] También se ha demostrado que el óxido nítrico endógeno puede activar el factor de transcripción nuclear kappa (NF-κB) en las células mononucleares de sangre periférica. Y se sabe que NF-κB es un factor de transcripción importante en la regulación de la apoptosis y la inflamación y, en particular, un factor de transcripción importante en el proceso de inducción de la expresión génica de la óxido nítrico sintasa inducible. Por lo tanto, la producción de óxido nítrico endógeno se autorregula: un aumento en los niveles de NO inhibe la expresión adicional de la óxido nítrico sintasa inducible y previene su aumento excesivo en su nivel y el daño excesivo a los tejidos del huésped durante la inflamación y la respuesta inmune. [38]

También se sabe que el efecto vasodilatador del óxido nítrico está mediado principalmente por su estimulación de la actividad de la guanilato ciclasa soluble, que es una enzima heterodimérica activada por nitrosilación. La estimulación de la actividad de la guanilato ciclasa conduce a la acumulación de GMP cíclico. Un aumento en la concentración de GMP cíclico en la célula conduce a un aumento en la actividad de la proteína quinasa G. La proteína quinasa G, a su vez, fosforila varias proteínas intracelulares importantes, lo que conduce a la recaptación de iones de calcio del citoplasma a almacenamiento intracelular y a la apertura de canales de potasio activados por calcio . Una disminución en la concentración de iones de calcio en el citoplasma de la célula conduce al hecho de que la quinasa de cadena ligera de miosina, activada por calcio, pierde actividad y no puede fosforilar la miosina, lo que conduce a la interrupción de la formación de "puentes" en la miosina. molécula y la interrupción de su plegamiento en una estructura más compacta (abreviaturas) y, en consecuencia, a la relajación de las células del músculo liso. Y la relajación de las células del músculo liso de las paredes de los vasos sanguíneos conduce a la vasodilatación (vasodilatación) y al aumento del flujo sanguíneo. [39]

Véase también

• Formas reactivas de nitrógeno

Notas

1. ↑ ÓXIDO NÍTRICO | CAMEO Químicos | NOA . Consultado el 1 de abril de 2022. Archivado desde el original el 18 de julio de 2022. (indefinido)
2. ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0448.html
3. ↑ Óxidos de nitrógeno  // Enciclopedia química  / Ed. coll.: Knunyants I. L. y otros - M.  : Soviet Encyclopedia, 1988. - T. 1: Abl-Dar. — 623 pág.
4. ↑ Weller, Richard, ¿Podría el sol ser bueno para tu corazón? Archivado el 16 de febrero de 2014 en Wayback Machine TedxGlasgow. Filmado en marzo de 2012, publicado en enero de 2013
5. ↑ Roszer, T (2012) La biología del óxido nítrico subcelular. ISBN 978-94-007-2818-9
6. ↑ Stryer, Lubert. Bioquímica , 4ª edición  . — WH Freeman and Company, 1995. - Pág  . 732 . - ISBN 0-7167-2009-4 .
7. ↑ Dietas basadas en plantas | Alimentos a base de plantas | Jugo de remolacha | Vegetales de óxido nítrico (enlace no disponible) . Prueba de Berkeley. Consultado el 4 de octubre de 2013. Archivado desde el original el 4 de octubre de 2013. (indefinido) 
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oxido de nitrógeno
N2O _ _ NO N2O3 _ _ _ N 4 O 6 Nº 2 N 2 O 4 N 2 O 5 NO x

óxidos
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na2O NaPaO3 NaAlO2 Na2PtO3 _ _ _ _ _ _ _	MgO											AlOAl2O3NaAlO2LiAlO2AlO ( OH ) _ _ _ _ _ _	SiO SiO2 _	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O Cl O 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 Ca TiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr2O4CroCr2O3CrO2Cro3MgCr2O4 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu2O CuO CuFe2O4 Cu2O3 CuO2 _ _ _ _ _ _ _ _ _	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Como 2 O 3 Como 2 O 4 Como 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 Br O 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	srO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 Mo O 2 Mo 2 O 5 Mo O 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 Ru O 2 Ru 2 O 5 Ru O 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	En 2 O En O En 2 O 3	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	Yo 2 O 4 Yo 4 O 9 Yo 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPto 3		HfO (OH) 2 HfO2	Ta 2 O Ta O Ta O 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O Au O Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	caca caca 2 caca 3	A
fr	Real academia de bellas artes		RF	DB	sg	bh	hora	Monte	Ds	Rg	cn	Nueva Hampshire	Florida	Mc	Lv	ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce2O3 CeO2 _ _ _ _	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 PRO 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Di-s 2 O 3	Tuberculosis	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu2O2S Lu2O3LuO ( OH ) _ _ _ _ _
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	2 _	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 Pu O 2 Pu O 3 Pu O 2 F 2	OM2 _	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Cf 2 O 3	ES	FM	Maryland	no	yo