Reakcija slobodnih radikala

Definicija i struktura slobodnih radikala ugljika
Kada se veza razdvoji, proizvodi atome ili skupine s usamljenim elektronima, koji se nazivaju slobodni radikali. Slobodni radikal s usamljenim elektronom na atomu vodika naziva se vodikov radikal. Slobodni radikal s usamljenim elektronom na atomu ugljika naziva se ugljikov radikal. Slobodni radikal vodika i slobodni radikal alkila (slobodni radikal ugljika) nastaju kada je CH veza u alkanu homoliza. Slobodni radikalni ugljikov sp2 hibrid, tri sp2 hibridne orbitale imaju strukturu planarnog trokuta, svaka sp2 hibridna orbitala i druge atomske orbitale aksijalnim preklapanjem tvore σ vezu, vezna orbitala ima par elektrona suprotnog spina. P orbitala je okomita na ovu ravninu, a p orbitala je zauzeta usamljenim elektronom.
2. Energija disocijacije veze i stabilnost ugljikovih radikala
(1) energija disocijacije veze
Atomi u molekuli uvijek rade malene vibracije oko svojih ravnotežnih položaja, molekularne vibracije su slične kretanju kuglice spojene oprugom, na sobnoj temperaturi, kada su molekule u osnovnom stanju, amplituda je mala, molekule apsorbiraju energiju, a amplituda se povećava. Ako se apsorbira dovoljno energije, amplituda se povećava do određene mjere, veza se prekida, a apsorbirana toplina je entalpija (ΔH) reakcije disocijacije veze, a energija veze, ili energija disocijacije veze, izražava se u Ed.
(2) Stabilnost slobodnih radikala ugljika
Stabilnost radikala odnosi se na stabilnost njegovog ishodišnog spoja, koji je mnogo nestabilniji od ishodišnog spoja i manje stabilan od ishodišnog spoja. Iz gornjih podataka o energiji disocijacije CH veze, može se vidjeti da je energija disocijacije CH veze u CH4 najveća, a prvi spoj u istom nizu često je relativno poseban; Energija disocijacije vodika CH3CH3 i CH3CH2CH3 na primarnom ugljiku nešto je niža od energije CH4, a oba tvore primarne slobodne radikale. Vodik na sekundarnom atomu ugljika u CH3CH2CH3 ima nižu energiju disocijacije i tvori sekundarne slobodne radikale. Vodik na tercijarnom atomu ugljika u (CH3)3CH puca, koji ima najmanju energiju disocijacije i tvori tercijarni slobodni radikal. Jedan od proizvoda ovih reakcija disocijacije veze je da su sve iste, pa je razlika u energiji disocijacije veze odraz različite stabilnosti ugljikovog radikala. Što je manja energija disocijacije, to je ugljikov radikal stabilniji. Stoga je red stabilnosti ugljikovih radikala
3°C·>2°C·>1°C·>H3C·
U alkanima CC veza također može biti disocirana.