Vapaa radikaali reaktio

Hiilen vapaiden radikaalien määritelmä ja rakenne
Kun sidos hajoaa, se tuottaa atomeja tai ryhmiä, joissa on yksinäisiä elektroneja, joita kutsutaan vapaiksi radikaaleiksi. Vapaata radikaalia, jonka vetyatomissa on yksittäinen elektroni, kutsutaan vetyradikaaliksi. Vapaata radikaalia, jonka hiiliatomissa on yksittäinen elektroni, kutsutaan hiiliradikaaliksi. Vapaa vetyradikaali ja alkyylivapaa radikaali (vapaa hiiliradikaali) syntyvät, kun alkaanin CH-sidos on homolyysi. Vapaaradikaalihiilen sp2-hybridi, kolme sp2-hybridiradalla on tasomainen kolmiorakenne, jokaisella sp2-hybridiradalla ja muilla atomiorbitaalilla on aksiaalinen päällekkäisyys muodostaen σ-sidoksen, sidoskiertoradalla on pari vastakkaisia ​​spin-elektroneja. P-kiertorata on kohtisuorassa tätä tasoa vastaan, ja p-kiertorata on yksinäisen elektronin miehitetty.
2. Sidosdissosiaatioenergia ja hiiliradikaalin stabiilius
(1) sidoksen dissosiaatioenergia
Molekyylin atomit tekevät aina pieniä värähtelyjä tasapainoasemiensa ympärillä, molekyylivärähtelyt ovat samanlaisia ​​kuin jousella yhdistetyn pallon liike, huoneenlämmössä, kun molekyylit ovat perustilassa, amplitudi on pieni, molekyylit absorboivat energiaa ja amplitudi kasvaa. Jos energiaa absorboituu riittävästi, amplitudi kasvaa jossain määrin, sidos katkeaa ja absorboitunut lämpö on sidoksen dissosiaatioreaktion entalpia (ΔH) ja sidosenergia eli sidos-dissosiaatioenergia ilmaistaan ​​muodossa Ed.
(2) Hiilen vapaiden radikaalien stabiilisuus
Radikalin stabiilisuus viittaa sen emoyhdisteen stabiilisuuteen, joka on paljon epästabiilimpi kuin emoyhdiste ja vähemmän stabiili kuin emoyhdiste. Yllä olevista CH-sidoksen dissosiaatioenergiatiedoista voidaan nähdä, että CH4:n CH-sidoksen dissosiaatioenergia on suurin, ja ensimmäinen yhdiste samassa sarjassa on usein suhteellisen erityinen; CH3CH3:n ja CH3CH2CH3:n vetydissosiaatioenergia primäärihiilellä on hieman pienempi kuin CH4:n, ja molemmat muodostavat primäärisiä vapaita radikaaleja. CH3CH2CH3:n sekundaarisen hiiliatomin vedyllä on pienempi dissosiaatioenergia ja se muodostaa sekundaarisia vapaita radikaaleja. (CH3)3CH:n tertiäärisessä hiiliatomissa oleva vety hajoaa, jolla on alhaisin dissosiaatioenergia ja muodostaa tertiäärisen vapaan radikaalin. Yksi näiden sidosdissosiaatioreaktioiden tuotteista on, että ne ovat kaikki samanlaisia, joten ero sidoksen dissosiaatioenergiassa on heijastus hiiliradikaalin erilaisesta stabiilisuudesta. Mitä pienempi dissosiaatioenergia, sitä vakaampi hiiliradikaali. Siksi hiiliradikaalien stabiilisuusjärjestys on
3°C·>2°C·>1°C·>H3C·
Alkaaneissa CC-sidos voi myös hajota.