Радикали в хімії – це атомарні частинки, що володіють певними особливостями, пов'язаними з переходом між сполуками. У даній статті ми ознайомимося з представниками радикалів, їх визначенням та особливостями, а також приділимо увагу їх видової розмаїтості.

Введення

Радикал в хімії – це атом або група, що здатна переходити, не зазнаючи змін, від однієї комбінації з'єднання в інше. Подібним визначенням користувався А. Л. Лавуазьє, який його ж і створила. На думку Лавуазьє передбачалося, що кожна кислота утворена двома простими і неразложимыми речовинами – киснем і кислотних радикалів. Відповідно до такого погляду, передбачалося, що сірчані кислоти створюються киснем і сіркою. Проте в ті часи ще не було відомо про відмінність між кислотним ангідридом і власне кислотою.

Створення теорії

Теорія радикалів в хімії була однією з провідних в хімії першої половини XIX століття. В її основу вкладено подання А. Л. Лавуазьє про важливість атомів кисню в хімічному вченні і дуалістичній формі складу хім. з'єднань. Він, користуючись «радикалом» як термінологічною одиницею, висловлював свої думки. Вони зачіпали особливості будови органічних і неорганічних кислот. Останні, на його думку, утворилися кисню і простих радикалів (з 1-го елемента). Органічні кислоти – це речовини, об'єднані взаємодією O 2 і складних радикалів (з'єднання C та H). Після того, як був відкритий ціан і проведена аналогія між деякими ціанідами і хлоридами, розуміння складних радикалів покращився і зміцнилося. Їх стали визначати як атоми, не змінюються в ході процесу переходу з 1-го з'єднання 2-е. І. Барцелицус підтримав подібний погляд своєю авторитетною думкою. Ще одним важливим кроком на шляху до розуміння даних речовин стало пропозицію про розгляд винного спирту і ефіру як гідрату «этерина». Допустили подібну точку зору Ж. Дюма та П. Буллі.


Радикали в хімії – це речовини, що не зазнають змін при переходах. Теорія, що була створена для їх опису, у 1840-50 роках стала поступово замінюватися на теорію типів. Зміна була пов'язана з наявністю чималої кількості факторів, які суперечливо описувалися ТР.

Організм і радикали

Вільні радикали в організмі – це частинки, що володіють одним або кількома неспаренными електронами, розташованими на зовнішній оболонці електронів. В іншому визначенні вільний радикал описують як молекулу або атом, здатний підтримувати незалежне існування. Він володіє деякою стабільністю і 1 – 2 електрона (e - ) в неспаренном стані. Частинки e - займають орбіталь молекули або атома в єдиному вигляді. Радикалам властиво наявність парамагнітних властивостей, що пояснюється взаємодією електрона з магнітними полями. Існують випадки, в яких наявність e - у неспаренном вигляді тягне за собою значне посилення реакційної здатності. Прикладами вільних радикалів є молекули кисню (O 2 ), оксид азоту з різними валентностями (NO і NO 2 ) і діоксид хлору (ClO 2 ).

Органіка

Органічні радикали – це іонні частинки, яким властиво одночасно наявність локалізації неспареного електрона і заряду. Найчастіше, в реакціях органічної хімії, іон-радикали створюються внаслідок протікання одноелектронних переносів.
Якщо окислення протікає в одноэлектронной формі і застосовно до нейтральної молекули з надлишком електронної щільності, то воно призведе до створення катіон-радикала. Протилежне протікання процесу, в ході якого нейтральна молекула відновлюється, призводить до утворення аніон-радикала. Ряд ароматичних вуглеводнів з багатоядерної групи може самостійно утворити обидва види іон-радикалів (органічних) без особливих зусиль. Вільні радикали в хімії – це вкрай різноманітні речовини, як по своїй будові, так і властивостями. Вони можуть перебувати в різних агрегатних станах, наприклад, рідкому або газовому. Також може розрізнятися їх тривалість життя або кількість електронів, що залишилися неспаренными. Умовно кожен радикал можна віднести до однієї з двох груп: -p - або s-електронні. Вони відрізняються місцем локалізації локалізації неспареного е - . У першому випадку негативна частка займає положення на 2р - орбіталі у переважній кількості випадків. Відповідний ряд атомних ядер при цьому знаходиться у вузловій орбітальної площині. У варіанті з s-групою, локалізація електрона відбувається таким чином, що порушення електронної конфігурації практично не відбувається.

Поняття вуглеводневого радикалу

Вуглеводневий радикал – це атомна група, що утворилась зв'язок з молекулярної функціональною групою. Також їх називають вуглеводневими залишками. Найчастіше, в ході хім. реакції радикали зазнають переходи з одних сполук в інші не змінюються. Однак такі об'єкти хімічного вивчення можуть нести у собі ряд функціональних груп. Розуміння цього змушує людину вести себе з радикалами вкрай обережно. До таких сполук частіше ставляться речовини, до складу яких входять вуглеводні залишки. Сам радикал може бути функціональною групою.

Явище в алкилах

Алкільні радикали – це з'єднання з ряду інтермедіатів, що є частинками алканів. Вони володіють вільним e - в однині. Прикладом може служити метил (CH 3 ) та етил (C 2 H 5 ). Серед них виділяють кілька типів: первинну (наприклад, метил – ?CH 3 ), вторинну (ізопропіл - ?CH(CH 3 ) 2 ), третинну (трет-бутил ?C(CH 3 ) 3 ) і четвертинну (неопентил - ?CH 2 C(CH 3 ) 3 групу алкільних радикалів.

Явище в метилене

Метиленовий радикал – це найпростіша форма карбена. Представлений у вигляді безбарвного газу, а формулою схожий з вуглеводнями з ряду алкенів – CH 2 . Припущення про існування метилену було висунуто в тридцятих роках ХХ століття, проте знайти незаперечні докази вдалося тільки в 1959. Це було здійснено завдяки спектральному дослідницькому методу. Отримання метилену стало можливим завдяки використанню диазометановых або кетановых речовин. Їх піддають розкладанню під впливом УФ-випромінювання. В ході такого процесу утворюється метилен, а також молекули азоту і вуглецевий монооксид. Радикал в хімії – це також і молекула метилену, що володіє одним вуглецевим атомом, в якому відсутній подвійний зв'язок. Це відрізняє метилен від алкенів, і тому його відносять до карбенам. Йому властива надзвичайна хімічна активність. Положення електронів може обумовлювати різні властивості хімічної природи і геометрію. Існує синглетная (e - - спарений) і триплетна (електрон, що перебуває у вільному стані – неспарений) форми. Триплетна форма дозволяє описувати метилен як бирадикал.

Гідрофобність

Гідрофобний радикал – це з'єднання, що володіє інший полярною групою. Такі молекули і атоми можуть вступати у зв'язок з аминоалкилсульфо-групами за допомогою різних проміжних зв'язків. У відповідність з будовою виділяють прямоцепочечные і розгалужені, парафінові (олефінових) і перфоровані радикали. Наявність гідрофобного радикала дозволяє деяким речовинам легко проникати крізь бислойные ліпідні мембрани, а також вбудовуватися в їх структури. Подібні речовини входять до складу неполярних амінокислот, які виділяються завдяки певному показнику полярності бічного ланцюга. У сучасному способі раціональної класифікації амінокислот виділяють радикали у відповідність з їх полярністю, тобто здатністю взаємодіяти з водою за наявності фізіологічного значення рн (близько pH 7.0). Відповідно з типом міститься радикала виділяють декілька класів амінокислот: неполярних, полярну, ароматичну, негативно і позитивно заряджену групу. Радикали з гідрофобними властивостями викликають загальне зниження розчинності пептидів. Аналоги з гідрофільними якісними характеристиками обумовлюють формування гідратної оболонки навколо самої амінокислоти, а пептиди при взаємодії з ними краще розчиняються.