Alkalimetallsuperoksid CsO2, RbO2, KO2 kan fremstilles ved direkte reaksjon av metall og oksygen, mens fremstilling av NaO2 krever trykkreaksjon av natriumperoksid og oksygen, og natriumsuperoksidet oppnådd ved direkte reaksjon av enkelt stoff står for ca. 10 prosent. De er oransjegule stabile faste stoffer som reagerer og opphører raskt med vann. O2 i reaksjonen er en sterk Bronsted-base, som først reagerer med protonet for å generere superoksidsyre (HO2, pKa er ca. 4,88).
Andre metoder for å oppnå alkalimetallsuperoksid inkluderer:
① En flytende ammoniakkløsning der oksygen oksiderer metaller ved lave temperaturer. Litium superoksid kan oppnås ved denne metoden.
② Det er fremstilt ved dekomponering av hydrogenperoksidforbindelse av alkalimetallhydroperoksid, slik som 2NaOOH · H2O2 og tilsvarende kaliumforbindelse kan spaltes for å oppnå henholdsvis NaO2 og KO2.
I jordalkalimetaller er det også fremstilt Ba (O2) 2 og Ca (O2) 2, superoksidene av barium og kalsium. Superoksider av Mg, Zn og Cd finnes bare i de tilsvarende peroksidene i form av fast løsning med svært liten konsentrasjon.
Fast superoksyd brytes ned ved oppvarming, reagerer med karbondioksid, passerer gjennom peroksykarbonat-mellomprodukt og får til slutt oksygen og karbonat. Kaliumsuperoksid kan brukes som oksygentilførselsmiddel i romskip og ubåter.
4KO2 pluss 2CO2==2K2CO3 pluss 3O2
