Što je radikal u kemiji? Teorija radikala u kemiji

Radikali u kemiji su atomske čestice koje imaju određene osobitosti vezane uz prijelaz između spojeva. U ovom članku ćemo se upoznati s predstavnicima radikala, njihovom definicijom i značajkama, te obratiti pozornost na njihovu raznolikost vrsta.

uvod

Radikal u kemiji je atom ili njegova skupina koja je sposobna prolaziti, bez promjena, iz jedne kombinacije veze s drugom. Sličnu definiciju koristio je AL Lavoisier, koji ga je stvorio.

Prema Lavoisieru, pretpostavljeno je da svaka kiselina nastaje u obliku dviju jednostavnih i neotopljenih supstancija - kisika i kiselinskih radikala. Prema tom stajalištu, pretpostavljeno je da su sumporne kiseline stvorene kisikom i sumporom. Međutim, u tim danima još nije poznato razlika između kiselog anhidrida i same kiseline.

Stvaranje teorije

Teorija radikala u kemiji bila je jedna od vodećih u kemiji prve polovice XIX stoljeća. Temelji se na AL Lavoisierovoj ideji o važnosti atoma kisika u kemijskoj doktrini i dualističkom obliku kemije. spojeva. On je, koristeći "radikal" kao terminološku jedinicu, izrazio svoje misli. Utjecali su na strukturne značajke organskih i anorganskih kiselina. Potonji su, po njegovu mišljenju, formirani od kisika i jednostavnih radikala (od prvog elementa). Organske kiseline su tvari kombinirane djelovanjem O₂ i složenih radikala (spoj C i H).

Nakon otkrića cijanogena i analogije između nekih cijanida i klorida, razumijevanje kompleksnih radikala je poboljšano i ojačano. Počeli su se definirati kao atomi koji se ne mijenjaju tijekom procesa prijelaza iz prvog spoja na drugi. I.Bartselitsus je podržao ovo stajalište svojim autoritativnim mišljenjem. Još jedan važan korak ka razumijevanju ovih supstanci bio je prijedlog da se alkohol i eter vina uzimaju kao esterski hidrat. Takvu je točku prihvatio J. Dumas i P. Boulle.

Radikali u kemiji su tvari koje se ne mijenjaju tijekom prijelaza. Teorija koja je stvorena za njihov opis u godinama 1840-50 postupno se počeo zamijeniti teorijom tipova. Promjena je bila posljedica prisutnosti znatnog broja čimbenika, koji je TR opisala kontroverzno.

Organizam i radikali

Slobodni radikali u tijelu su čestice koje imaju jedan ili više nesparenih elektrona smještenih na vanjskoj ljusci elektrona. U drugoj definiciji, slobodni radikal je opisan kao molekula ili atom koji može podržati neovisno postojanje. Ima stabilnost i 1 - 2 elektrona (npr^-) u nesparenoj državi. Čestice e^- zauzimaju orbital molekule ili atoma u jednom obliku. Radikali su karakterizirani prisutnošću paramagnetskih svojstava, što je objašnjeno interakcijom elektrona s magnetskim poljima. Postoje slučajevi u kojima prisutnost e^- u nesparenoj formi podrazumijeva značajan porast reaktivnosti.

Primjeri slobodnih radikala su molekule kisika (O₂), dušikov oksid s različitim valencijama (NO i NO₂) i klor dioksid (ClO₂).

Organske

Organski radikali su ionske čestice koje se istodobno karakteriziraju prisustvom neparnog elektrona i naboja. Najčešće, u reakcijama organske kemije, ioni radikali nastaju kao posljedica protoka jednog elektronskog prijenosa.

Ako se oksidacija odvija u obliku jednog elektrona i primjenjuje se na neutralnu molekulu s viškom gustoće elektrona, to će dovesti do stvaranja radikalnog kationa. Suprotan smjer procesa, tijekom kojeg je neutralna molekula obnovljena, dovodi do formiranja anionskog radikala.

Broj aromatskih ugljikovodika iz multinukleatne skupine može neovisno oblikovati obje vrste radikalnih iona (organski) bez puno truda.

Slobodni radikali u kemiji su izuzetno raznovrsne tvari, kako u njihovoj strukturi i svojstvima. Oni mogu ostati u različitim stanjima agregata, na primjer, tekućine ili plina. Također, njihov životni vijek ili broj elektrona koji ostaju nespojivi mogu se razlikovati. Uobičajeno, svaki radikal može biti dodijeljen jednoj od dvije skupine: -p- ili s-elektronski. Razlikuju se na mjestu nespecijalne e^-. U prvom slučaju, negativna čestica zauzima poziciju na 2p orbitalima u prevladavajućem broju slučajeva. Odgovarajući red atomske jezgre nalazi se u nodalnoj orbitalnoj ravnini. U varijanti sa s-skupinom, lokalizacija elektrona događa se na takav način da se kršenje elektronske konfiguracije praktički ne događa.

Koncept ugljikovodičnog radikala

Ugljikovodični radikal je atomska skupina koja tvori vezu s molekulskom funkcionalnom skupinom. Oni su također nazvani ugljikovodični ostaci. Najčešće, tijekom kemijske. radikali koji prolaze kroz prijelaze iz jednog spoja u drugi i ne mijenjaju se. Međutim, takvi objekti kemijske studije mogu nositi niz funkcionalnih skupina. Razumijevanje toga čini osobu ponaša se s radikalima vrlo pažljivo. Ovi spojevi su češće tvari koje sadrže ugljikovodične ostatke. Radikalni sam može biti funkcionalna skupina.

Fenomen u alkilima

Alkilni radikali su spojevi iz više međuprodukata, koji su čestice alkana. Imaju besplatan e^- u jednini. Primjer je metil (CH₃) i etil (C₂H₅). Među njima se razlikuje nekoliko tipova: primarni (na primjer, metil - CH₃), sekundarni (izopropil - CH (CH₃)₂), tercijarni (tert-butil-C (CH₃)₃) i kvarterni (neopentil-CH₂C (CH₃)₃) skupinu alkilnih radikala.

Fenomen u metilenu

Metilenski radikal je najjednostavniji oblik karbena. Prikazana je kao bezbojni plin, a formula je slična ugljikovodicima iz niza alkena - CH₂. Pretpostavka o postojanju klorida napravljena je tridesetih godina dvadesetog stoljeća, ali da se naći nepobitne dokaze je samo u 1959. To je učinjeno kroz spektralne metode istraživanja.

Proizvodnja metilena omogućena je primjenom diazometana ili ketana. One se podvrgavaju razgradnji pod utjecajem UV zračenja. U tom procesu nastaje metilen, kao i molekule dušika i ugljični monoksid.

Radikal u kemiji je također metilenska molekula koja ima jedan ugljikov atom, u kojem nema dvostruke veze. Ovo razlikuje metilen od alkena, i stoga je klasificiran kao karbenes. Karakterizira ga ekstremna kemijska aktivnost. Položaj elektrona može uzrokovati različita svojstva kemijske prirode i geometrije. Postoji singlet (npr^- - povezani) i triplet (elektron, koji ostaju u slobodnom stanju - nesparen). Tripletni oblik omogućava opis metilena kao biradikal.

hidrofobnih

Hidrofobni radikal je spoj koji ima drugačiju polarnu skupinu. Takve molekule i atomi mogu doći u dodir s aminoalkilsulfonilnim grupama kroz različite intermedijarne veze.

U skladu s strukturom, izoliraju se ravnolančani i razgranati, parafinski (olefinski) i perfluorirani radikali. Prisutnost hidrofobnog radikala dopušta da neke tvari lako prodiru u dvoslojne lipidne membrane, a također se ugrađuju u njihove strukture. Takve tvari dio su nepolarnih aminokiselina koje se oslobađaju zbog određenog indikatora polarnosti bočnog lanca.

U ovom postupku, racionalni klasifikacija amino radikala razdvojeni prema polarnosti, npr. E. sposobnost da reagira s vodom u prisutnosti fiziološke važnosti pH (pH oko 7,0). Sukladno vrsti sadrži radikal identifikaciju nekoliko klasa amino kiselina: nepolarni polarni, aromatski, negativno i pozitivno nabijenu grupu.

Radikali s hidrofobnim svojstvima uzrokuju opće smanjenje topljivosti peptida. Analozi s hidrofilnim kvalitativnim karakteristikama uzrokuju stvaranje hidrata u obliku same amino kisleine, a peptidi se bolje otapaju u interakciji s njima.