フリーラジカル反応

炭素フリーラジカルの定義と構造
結合が分割されると、フリーラジカルと呼ばれる孤立電子を持つ原子またはグループが生成されます。 水素原子上に孤立電子を持つフリーラジカルを水素ラジカルと呼びます。 炭素原子上に孤立電子を持つフリーラジカルを炭素ラジカルと呼びます。 アルカンのCH結合がホモリシスすると、水素フリーラジカルとアルキルフリーラジカル（炭素フリーラジカル）が生成されます。 フリーラジカル炭素 sp2 ハイブリッド、3 つの sp2 ハイブリッド軌道は平面三角形構造を持ち、各 sp2 ハイブリッド軌道と他の原子軌道は軸の重なりによって σ 結合を形成し、結合軌道には一対の反対のスピン電子があります。 p 軌道はこの平面に垂直であり、p 軌道は孤立電子によって占められています。
2. 結合解離エネルギーと炭素ラジカルの安定性
(1) 結合解離エネルギー
分子内の原子は常に平衡位置の周りで小さな振動をしています。分子の振動は、分子が基底状態にあり、振幅が小さく、室温ではバネでつながったボールの動きに似ています。エネルギーを吸収し、振幅が増加します。 十分なエネルギーが吸収されるとある程度振幅が大きくなり、結合が切れ、吸収される熱が結合解離反応のエンタルピー（ΔH）となり、結合エネルギー、つまり結合解離エネルギーはEdで表されます。
(2) 炭素フリーラジカルの安定性
ラジカルの安定性は、親化合物の安定性を指し、親化合物よりもはるかに不安定ですが、親化合物よりも不安定です。 上記の CH 結合の解離エネルギー データから、CH4 の CH 結合の解離エネルギーが最も大きく、同じ系列の最初の化合物が比較的特殊であることが多いことがわかります。 一次炭素上の CH3CH3 および CH3CH2CH3 の水素解離エネルギーは CH4 の水素解離エネルギーよりわずかに低く、両方とも一次フリーラジカルを形成します。 CH3CH2CH3 の第二炭素原子上の水素は解離エネルギーが低く、第二フリーラジカルを形成します。 (CH3)3CH の第三級炭素原子上の水素が壊れ、最も低い解離エネルギーを持ち、第三級フリーラジカルを形成します。 これらの結合解離反応の生成物の 1 つは、それらはすべて同じであるため、結合解離エネルギーの違いは炭素ラジカルの安定性の違いを反映しています。 解離エネルギーが低いほど、炭素ラジカルはより安定します。 したがって、炭素ラジカルの安定順序は次のようになります。
3°C·>2°C·>1°C·>H3C·
アルカンでは、CC 結合も解離する可能性があります。