رد فعل جذري حر

تعريف وهيكل الجذور الحرة للكربون
عندما تنقسم الرابطة، فإنها تنتج ذرات أو مجموعات ذات إلكترونات وحيدة، والتي تسمى الجذور الحرة. يسمى الجذر الحر الذي يحتوي على إلكترون وحيد على ذرة الهيدروجين بجذر الهيدروجين. ويسمى الجذر الحر الذي يحتوي على إلكترون وحيد على ذرة الكربون بجذر الكربون. يتم إنتاج الجذور الحرة للهيدروجين والجذور الحرة للألكيل (الجذور الحرة للكربون) عندما تكون رابطة CH في الألكان متجانسة. هجين جذري حر من الكربون sp2، وثلاثة مدارات هجينة sp2 لها هيكل مثلث مستو، كل مدار هجين sp2 ومدارات ذرية أخرى عن طريق التداخل المحوري لتشكيل رابطة σ، ومدار الترابط لديه زوج من الإلكترونات الدورانية المعاكسة. المدار p عمودي على هذا المستوى، والمدار p مشغول بإلكترون وحيد.
2. طاقة تفكك السندات واستقرار جذري الكربون
(1) طاقة تفكك السندات
تقوم الذرات الموجودة في الجزيء دائمًا باهتزازات صغيرة حول مواقع توازنها، والاهتزازات الجزيئية تشبه حركة الكرة المتصلة بواسطة زنبرك، في درجة حرارة الغرفة، عندما تكون الجزيئات في الحالة الأرضية، تكون سعة الجزيئات صغيرة تمتص الطاقة، وتزداد سعتها. إذا تم امتصاص طاقة كافية، تزداد السعة إلى حد معين، وتنكسر الرابطة، وتكون الحرارة الممتصة هي المحتوى الحراري (ΔH) لتفاعل تفكك الرابطة، ويتم التعبير عن طاقة الرابطة، أو طاقة تفكك الرابطة، في Ed.
(2) استقرار الجذور الحرة للكربون
يشير ثبات الجذر إلى ثبات المركب الأصلي، وهو أقل استقرارًا بكثير من المركب الأصلي، وأقل استقرارًا من المركب الأصلي. من بيانات طاقة التفكك المذكورة أعلاه لرابطة CH، يمكن ملاحظة أن طاقة تفكك رابطة CH في CH4 هي الأكبر، وغالبًا ما يكون المركب الأول في نفس السلسلة خاصًا نسبيًا؛ طاقة تفكك الهيدروجين لـ CH3CH3 وCH3CH2CH3 على الكربون الأولي أقل قليلاً من طاقة CH4، وكلاهما يشكل جذور حرة أولية. يحتوي الهيدروجين الموجود في ذرة الكربون الثانوية في CH3CH2CH3 على طاقة تفكك أقل ويشكل جذور حرة ثانوية. ينكسر الهيدروجين الموجود على ذرة الكربون الثالث في (CH3)3CH، والذي يتمتع بأقل طاقة تفكك ويشكل الجذور الحرة الثلاثية. أحد منتجات تفاعلات تفكك الروابط هذه هو أنها كلها متشابهة، لذا فإن الاختلاف في طاقة تفكك الروابط هو انعكاس لاختلاف استقرار جذر الكربون. كلما انخفضت طاقة التفكك، كلما كان جذري الكربون أكثر استقرارًا. ولذلك، فإن ترتيب الاستقرار لجذور الكربون هو
3°C·>2°C·>1°C·>H3C·
في الألكانات، يمكن أيضًا فصل رابطة CC.