Ponadtlenki – nieorganiczne związki chemiczne o charakterze soli, zawierające jednowartościowy anion ponadtlenkowy O2−. Ponadtlenki w stanie wolnym znane są tylko dla litowców (np. ponadtlenek potasu KO2). Powstają podczas spalania odpowiednich metali na powietrzu lub w atmosferze tlenu. Są to substancje krystaliczne o barwie od żółtej do pomarańczowej.
Długość wiązania O–O w ponadtlenkach jest podobna do długości wiązań O−O w ozonie i wynosi 1,28 Å (dla KO2), co stanowi wartość pośrednią między wiązaniem podwójnym w tlenie (O=O, 1,21 Å), a wiązaniem pojedynczym w nadtlenkach ([O−O]2−, 1,49 Å). Strukturę jonu ponadtlenkowego można zapisać wzorem [O—⋯O]−, gdzie między atomami tlenu występuje wiązanie trójelektronowe o rzędzie 1,5[1].
Ponadtlenki litowców gwałtownie reagują z wodą z wydzieleniem wolnego tlenu, zapalają siarkę i większość substancji organicznych. Poza ponadtlenkami litowców znane są ponadtlenki berylowców oraz cynku i kadmu, które jednak występują tylko w małych stężeniach jako roztwory stałe w nadtlenkach[2].
Jon O2− jest wolnym rodnikiem i może oddziaływać z kompleksami metali oraz z molekułami i układami biologicznymi. Wobec silnych utleniaczy wykazuje właściwości redukujące.
Ponadtlenki energicznie reagują z wodą[2]:
Reakcję ponadtlenków z dwutlenkiem węgla wykorzystuje się do jego usuwania w układach zamkniętych i regeneracji tlenu, np. w okrętach podwodnych:
