Свободнорадикальная реакция

Определение и структура свободных радикалов углерода
Когда связь разрывается, образуются атомы или группы с одинокими электронами, которые называются свободными радикалами. Свободный радикал с неподеленным электроном на атоме водорода называется водородным радикалом. Свободный радикал с неподеленным электроном на атоме углерода называется углеродным радикалом. Свободный водородный радикал и свободный алкильный радикал (свободный углеродный радикал) образуются при гомолизе связи CH в алкане. Гибрид свободного радикала углерода sp2, три гибридные орбитали sp2 имеют плоскую треугольную структуру, каждая гибридная орбиталь sp2 и другие атомные орбитали за счет осевого перекрытия образуют σ-связь, связывающая орбиталь имеет пару электронов с противоположным спином. p-орбиталь перпендикулярна этой плоскости, и p-орбиталь занята одиночным электроном.
2. Энергия диссоциации связи и стабильность углеродных радикалов.
(1) энергия диссоциации связи
Атомы в молекуле всегда совершают крошечные колебания вокруг своих положений равновесия, молекулярные колебания подобны движению шарика, соединенного пружиной, при комнатной температуре, когда молекулы находятся в основном состоянии, амплитуда мала, молекулы поглощают энергию, и амплитуда увеличивается. Если поглощается достаточно энергии, амплитуда увеличивается до определенной степени, связь разрывается, а поглощенное тепло представляет собой энтальпию (ΔH) реакции диссоциации связи, а энергия связи или энергия диссоциации связи выражается в Ed.
(2) Стабильность свободных радикалов углерода
Стабильность радикала относится к стабильности его исходного соединения, которое гораздо более нестабильно, чем исходное соединение, и менее стабильно, чем исходное соединение. Из приведенных выше данных об энергии диссоциации связи CH видно, что энергия диссоциации связи CH в CH4 является наибольшей, а первое соединение в том же ряду часто является относительно особенным; Энергия диссоциации водорода CH3CH3 и CH3CH2CH3 на первичном углероде несколько ниже, чем у CH4, и оба они образуют первичные свободные радикалы. Водород на вторичном атоме углерода в CH3CH2CH3 имеет меньшую энергию диссоциации и образует вторичные свободные радикалы. Водород на третичном атоме углерода в (CH3)3CH разрывается, что имеет наименьшую энергию диссоциации и образует третичный свободный радикал. Одним из продуктов этих реакций диссоциации связей является то, что они все одинаковы, поэтому разница в энергии диссоциации связи является отражением разной стабильности углеродного радикала. Чем ниже энергия диссоциации, тем стабильнее углеродный радикал. Следовательно, порядок устойчивости углеродных радикалов равен
3°C·>2°C·>1°C·>H3C·
В алканах связь CC также может быть диссоциирована.