Reaksi Radikal Bebas

Definisi dan struktur radikal bebas karbon
Apabila ikatan berpecah, ia menghasilkan atom atau kumpulan dengan elektron tunggal, yang dipanggil radikal bebas. Radikal bebas dengan elektron tunggal pada atom hidrogen dipanggil radikal hidrogen. Radikal bebas dengan elektron tunggal pada atom karbon dipanggil radikal karbon. Radikal bebas hidrogen dan radikal bebas alkil (radikal bebas karbon) terhasil apabila ikatan CH dalam alkana adalah homolisis. Karbon radikal bebas sp2 hibrid, tiga orbital hibrid sp2 mempunyai struktur segi tiga satah, setiap orbital hibrid sp2 dan orbital atom lain dengan bertindih paksi untuk membentuk ikatan σ, orbital ikatan mempunyai sepasang elektron putaran bertentangan. Orbital p berserenjang dengan satah ini, dan orbital p diduduki oleh elektron tunggal.
2. Tenaga pemisahan ikatan dan kestabilan radikal karbon
(1) tenaga pemisahan ikatan
Atom dalam molekul sentiasa melakukan getaran kecil di sekeliling kedudukan keseimbangannya, getaran molekul adalah serupa dengan pergerakan bola yang disambungkan oleh spring, pada suhu bilik, apabila molekul berada dalam keadaan dasar, amplitudnya kecil, molekul menyerap tenaga, dan amplitud meningkat. Jika tenaga yang cukup diserap, amplitud meningkat ke tahap tertentu, ikatan pecah, dan haba yang diserap ialah entalpi (ΔH) tindak balas pemisahan ikatan, dan tenaga ikatan, atau tenaga pemisahan ikatan, dinyatakan dalam Ed.
(2) Kestabilan radikal bebas karbon
Kestabilan radikal merujuk kepada kestabilan sebatian induknya, yang jauh lebih tidak stabil daripada sebatian induk, dan kurang stabil daripada sebatian induk. Daripada data tenaga penceraian ikatan CH di atas, dapat dilihat bahawa tenaga penceraian ikatan CH dalam CH4 adalah yang terbesar, dan sebatian pertama dalam siri yang sama selalunya agak istimewa; Tenaga pemisahan hidrogen CH3CH3 dan CH3CH2CH3 pada karbon primer adalah lebih rendah sedikit daripada CH4, dan kedua-duanya membentuk radikal bebas primer. Hidrogen pada atom karbon sekunder dalam CH3CH2CH3 mempunyai tenaga disosiasi yang lebih rendah dan membentuk radikal bebas sekunder. Hidrogen pada atom karbon tertier dalam (CH3)3CH pecah, yang mempunyai tenaga disosiasi paling rendah dan membentuk radikal bebas tertier. Salah satu produk tindak balas pemisahan ikatan ini ialah semuanya adalah sama, jadi perbezaan tenaga pemisahan ikatan adalah gambaran kestabilan berbeza bagi radikal karbon. Semakin rendah tenaga pemisahan, semakin stabil radikal karbon. Oleh itu, susunan kestabilan radikal karbon ialah
3°C·>2°C·>1°C·>H3C·
Dalam alkana, ikatan CC juga boleh dipisahkan.