Kaj je radikal v kemiji? Teorija radikalov v kemiji

Radikali v kemiji so atomski delci, ki imajo določene posebnosti, povezane s prehodom med spojinami. V tem članku se bomo seznanili s predstavniki radikalov, njihovo definicijo in značilnostmi ter pozorni tudi na njihovo raznolikost.

Uvod

Radikal v kemiji je atom ali njegova skupina, ki je zmožna preiti, ne da bi se spreminjala, iz ene kombinacije povezave z drugo. Podobno opredelitev je uporabil AL Lavoisier, ki ga je ustvaril.

Po mnenju Lavoisierja je bilo predpostavljeno, da je vsaka kislina sestavljena iz dveh preprostih in neraztopljivih snovi - kisika in kislega radikala. V skladu s tem mnenjem smo domnevali, da žveplove kisline nastajajo s kisikom in žveplom. Vendar pa v teh dneh še ni bila znana o razliki med anhidridom kisline in sama kislina.

Ustvarjanje teorije

Teorija radikalov v kemiji je bila ena vodilnih v kemiji prve polovice XIX. Stoletja. Temelji na AL Lavoisierjevi zamisli o pomenu atomov kisika v kemični doktrini in dualistični obliki kemije. povezave. Z izrazom "radikal" je kot terminološka enota izrazil svoje misli. Vplivali so na strukturne značilnosti organskih in anorganskih kislin. Slednji so po njegovem mnenju oblikovali iz kisika in preprostih radikalov (iz prvega elementa). Organske kisline so snovi, združene z interakcijo O₂ in kompleksne radikale (spojina C in H).

Po odkritju cianogena in analogiji med nekaterimi cianidi in kloridi se je razumevanje kompleksnih radikalov izboljšalo in okrepilo. Začeli so biti definirani kot atomi, ki se med postopkom prehoda ne spreminjajo iz prve spojine v drugo. I. Bartelitsus je to stališče podprl z njegovim avtoritativnim mnenjem. Še en pomemben korak k razumevanju teh snovi je bil predlog, da upoštevamo vinski alkohol in eter kot ester hidrat. Takšno stališče sta sprejela J. Dumas in P. Boulle.

Radikali v kemiji so snovi, ki med prehodi niso podvržene spremembam. Teorija, ki je nastala zaradi njihovega opisa v letih 1840-50, je postopoma začela zamenjati teorija vrst. Sprememba je bila posledica prisotnosti precejšnjega števila dejavnikov, ki jih je TR sporno opisal.

Organizem in radikali

Prosti radikali v telesu so delci, ki imajo enega ali več neparanih elektronov, ki se nahajajo na zunanji lupini elektronov. V drugi definiciji je prosti radikal opisan kot molekula ali atom, ki lahko podpira neodvisen obstoj. Ima nekaj stabilnosti in 1 - 2 elektronov (npr^-) v nespremenjenem stanju. Delci e^- zasedajo orbital molekule ali atoma v eni sami obliki. Za radikale je značilna prisotnost paramagnetnih lastnosti, kar se razlaga z interakcijo elektronov z magnetnimi polji. Obstajajo primeri, v katerih prisotnost e^- v nezaščiteni obliki povzroči znatno povečanje reaktivnosti.

Primeri prostih radikalov so molekule kisika (O₂), dušikov oksid z različnimi valencami (NO in NO₂) in klorovega dioksida (ClO₂).

Organski

Organski radikali so ionski delci, ki so hkrati označeni s prisotnostjo nepoškodovanega elektronov in polnjenja. Najpogosteje v reakcijah organske kemije nastanejo ionski radikali kot posledica pretokov ene elektronov.

Če oksidacija poteka v eni-elektronski obliki in se uporablja za nevtralno molekulo s prebitkom gostote elektronov, bo to vodilo k nastanku radikalnega kationa. Nasprotni potek postopka, v katerem se nevtralna molekula ponovno vzpostavi, vodi v nastanek anionskega radikala.

Številni aromatični ogljikovodiki iz večjezidne skupine lahko neodvisno tvorijo obe vrsti radikalnih ioni (organskih) brez veliko napora.

Prosti radikali v kemiji so izredno raznolike snovi, tako v strukturi kot v lastnostih. Lahko ostanejo v različnih agregatnih stanjih, na primer v tekočini ali plinu. Tudi njihova življenjska doba ali število elektronov, ki ostanejo nespremenjeni, se lahko razlikujejo. Konvencionalno je vsak radikal mogoče dodeliti eni od dveh skupin: -p- ali s-elektronski. Razlikujejo se glede na mesto nepoškodovane e^-. V prvem primeru negativni delec zaseda položaj na 2p orbitalih v prevladujočem številu primerov. Ustrezna vrstica atomskih jeder je v vozliščni ravnini vozla. V varianti s s-skupino se lokalizacija elektrona pojavi tako, da se kršitev elektronske konfiguracije praktično ne pojavlja.

Koncept ogljikovodikovega radikala

Ogljikovodični radikal je atomska skupina, ki tvori vez z molekularno funkcionalno skupino. Imenujejo se tudi ostanki ogljikovodikov. Najpogosteje med kemikalijo. reakcije radikale pretijo iz ene spojine v drugo in se ne spreminjajo. Vendar lahko taki predmeti kemijske študije nosijo številne funkcionalne skupine. Razumevanje tega je, da se oseba zelo skrbno obnaša z radikali. Te spojine so pogosto snovi, ki vsebujejo ostanke ogljikovodikov. Sama radikalna skupina je lahko funkcionalna skupina.

Pojav v alkilih

Alkilni radikali so spojine iz več intermediatov, ki so delci alkanov. Imajo prost e^- v ednini. Primer je metil (CH₃) in etil (C₂H₅). Med njimi so razlikovali več tipov: primarni (npr. Metil - CH₃), sekundarno (izopropil - CH (CH₃)₂), terciarno (terc.-butil C (CH₃)₃) in kvartarne (neopentil - CH₂C (CH₃)₃) skupino alkilnih ostankov.

Pojav v metilenu

Metilen radikal je najpreprostejša oblika karbene. Predstavljen kot brezbarvni plin, in formula je podobna ogljikovodikom iz vrste alkenov - CH₂. Predpostavka o obstoju metilena je bila predlagana v tridesetih letih dvajsetega stoletja, vendar je bilo šele leta 1959 mogoče najti neizpodbitne dokaze. To je bilo storjeno zaradi spektralne raziskovalne metode.

Proizvodnja metilena je bila omogočena z uporabo diazometana ali ketanskih snovi. Pod vplivom UV sevanja se razgrajujejo. V tem postopku nastane metilen, molekule dušika in ogljikovega monoksida.

Radikal v kemiji je tudi metilenska molekula, ki ima en atom ogljika, v katerem ni dvojne vezi. S tem se metilen razlikuje od alkenov in je zato razvrščen kot karben. Zanj je značilna ekstremna kemična aktivnost. Položaj elektronov lahko povzroči različne lastnosti kemične narave in geometrije. Obstaja singlet (npr^- - povezana) in tripleta (elektroni, ki ostanejo v prostem stanju - nespremenjeni) obliki. Tripletna oblika omogoča opis metilena kot biradikalnega.

Hidrofobnost

Hidrofobni radikal je spojina, ki ima drugačno polarno skupino. Takšne molekule in atomi lahko pridejo v stik z aminoalkilsulfonskimi skupinami preko različnih vmesnih vezi.

V skladu s strukturo so izolirani ravno-razvejani in razvejani parafin (olefin) in perfluorirani radikali. Prisotnost hidrofobnega radikala omogoča nekaterim snovim, da zlahka prodrejo v dvoslojne lipidne membrane in jih tudi vgradijo v svoje strukture. Take snovi so del nepolarnih aminokislin, ki se sproščajo zaradi določenega indikatorja polarnosti stranske verige.

V sodobni metodi racionalne razvrstitve aminokislin so radikali izolirani glede na njihovo polarnost, t.j. sposobnost interakcije z vodo v prisotnosti fiziološke pH vrednosti (okoli 7,0 pH). V skladu z vrsto vsebovanega radikalnega sistema so razločene več razredov aminokislin: nepolarne, polarne, aromatične, negativno in pozitivno napolnjene skupine.

Radikali s hidrofobnimi lastnostmi povzročajo splošno zmanjšanje topne peptide. Analogi s hidrofilnimi kvalitativnimi lastnostmi povzročajo nastanek hidratne lupine okoli same aminokisline, peptidi pa se pri interakciji z njimi bolje raztopijo.