Su, asit-baz reaksiyonlarında olduğu gibi hidrojen iyonları ve hidroksit iyonlarının birleştirilmesiyle oluşabilen elektriksel olarak nötr bir moleküldür. Kimyagerlerin el yazısıyla yazılmış, reaksiyon H + & OH - → H 2 O. Burada yalnız hidrojen atomu aslında bir iyon, negatif elektron taşımayan ve bu nedenle pozitif bir yük taşıyan, hidrojen-oksijen kombinasyonu iki sahipken serbest elektronlar negatif yük veriyor. İki değil, yalnızca bir serbest elektron taşıyan hidrojen-oksijen kombinasyonunun başka bir formunu üretmek mümkündür. Bu elektriksel olarak nötr, ancak kimyasal olarak çok reaktif olan hidroksil radikaldir.
Oksijen kuvvetle elektronegatif, hidrojen ise elektropozitiftir. Ek olarak, hidrojen atomu, oksijen atomuna kıyasla oldukça küçüktür. Serbest elektronu taşıyan, hidrojen atomu yerine "elektron seven" oksijen atomudur. Bir serbest radikal popülasyonu, örneğin iki hidroksil radikalinin bir hidrojen peroksit molekülü oluşturmak üzere bir araya gelmesi durumunda yıpratma yoluyla zaman içerisinde azalır. Tersine, kolayca bölünmüş peroksitler - özellikle di-tert-bütil peroksit veya benzoil peroksit gibi bağları uzatma eğiliminde olan organik peroksitler - laboratuvar ve ticari sentezlerde serbest radikallerin kaynağı olarak kullanılır.
Hidroksil radikali, sadece laboratuarda ve ticarette değil, tıpta ve atmosferimizde de önemlidir. Motorlu taşıt ve fabrikalardaki troposfer azot oksit kirleticiler, heyecanlı oksijen atomlarını serbest bırakmak için ayrışır, • O. Bu ayrı ayrı atomlar, oksijen molekülleri ile karıştırılmaması gereken O 2 , havadaki nemle birleşerek hidroksil radikallerine dönüşür, • OH. Ozonun alkenler adı verilen ve iki kat bağlı organik bileşiklerle reaksiyonu da dahil olmak üzere, diğer durumlarda daha sık görülen diğer hidroksil radikal kaynakları vardır. Doğada meydana gelen çoğu durumda, hidroksil radikalleri arzu edilmez; sağlık ve tıp alanında böyledir.
Bunun nedeni, hidroksil radikalinin küçük ve oldukça hareketli, suda çözünür bir serbest radikal şekli olmasıdır. İnsan vücudunda serbest radikallerin genellikle istenmeyen kabul edilir ve hastalık ve yaşlanma ile ilişkili olabilir. Kaygı verici bir enzimatik sistem, serbest radikallerin hassas vücut dokularına saldırdığı solunum sistemidir. Atmosferik partiküller - özellikle geçiş metali iyonları - akciğer dokusu gibi nemli ortamlarda hidroksil radikal oluşturucular olarak kabul edilmiştir ve kanser de dahil olmak üzere pulmoner bozukluklara yol açmaktadır. Hidroksil radikali, DNA ipliklerine kimyasal saldırı ile de ilişkilendirilmiştir.
