Что такое радикал в химии определение

Радикал (химия)

Углеводоро́дный радика́л (от лат. radix — корень; также — углеводородный остаток) в химии — группа атомов, соединённая с функциональной группой молекулы. Обычно при химических реакциях радикал переходит из одного соединения в другое без изменения. Но радикал и сам может содержать функциональные группы, поэтому с его «неизменностью» нужно быть осторожным; например, аминокислота аспарагиновая кислота содержит в той части молекулы, которая в общем виде рассматривается как остаток аминокислоты, ещё одну карбоксильную группу. Часто углеводородный радикал называют просто радикал, что может вызвать путаницу с таким понятием как свободный радикал. Некоторые углеводородные радикалы могут также являться функциональными группами, например фенил (−C₆H₅), винил (−C₂H₃) и пр. Углеводородными радикалами обычно являются остатки углеводородов, которые входят в состав многих органических соединений.

Содержание

Номенклатура

Моновалентные углеводородные радикалы

Поливалентные углеводородные радикалы

l-соглашение

Примеры

Обозначение в формулах

Если не принципиально, какой углеводородный радикал находится в молекуле, то часто его обозначают просто буквой R (например, общая формула гомологического ряда спиртов — R−OH). Иногда вместо R используют символ Org. Если соединение содержит несколько разных радикалов, их обозначают R, R’, R», R 4 и т. д.

Иногда необходимо разделить ароматические, гетероциклические и алкильные радикалы. Для этого вместо символа R используют:

В органической химии нередко применяют сокращенные обозначения:

Иногда между обозначением характера радикала (t, i и др.) и остальной частью названия ставят чёрточку: t-Bu.

Структурные формулы некоторых примеров изображены здесь:

Применение

Тривиальные, не номенклатурные названия многих органических соединений состоят из названия углеводородного радикала и названия атомов или групп атомов, замещающих водород, например: СН₃Сl — хлористый метил, C₂H₅Br — бромистый этил и т. д.

Первичные, вторичные, третичные и четверичные атомы углерода

Примечания

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Радикал (химия)» в других словарях:

Химия — У этого термина существуют и другие значения, см. Химия (значения). Химия (от араб. کيمياء‎‎, произошедшего, предположительно, от египетского слова km.t (чёрный), откуда возникло также название Египта, чернозёма и свинца «черная… … Википедия

Радикал в химии — (химич. radical, radicale) слово, впервые введенное в научную химическую литературу, по видимому, Гитоном де Морво. В докладе французской Академии наук [ M émoire sur le Développement des Principes de la Nomenclature Mé thodique (18 апр. 1787).… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Радикал, в химии — (химич. radical, radicale) слово, впервые введенное в научную химическую литературу, по видимому, Гитоном де Морво. В докладе французской Академии наук [ Mémoire sur le Développement des Principes de la Nomenclature Méthodique (18 апр. 1787).… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ. НОМЕНКЛАТУРА СОЕДИНЕНИЙ — Для наименования органических соединений используется несколько систем, но ни одна из них не подходит для всех соединений. Сохранились многие тривиальные названия, которые либо применялись еще в начальный период органической химии и отражают… … Энциклопедия Кольера

ОРГАНИЧЕСНАЯ ХИМИЯ — первоначально составляла часть химии вообще и не имела особого названия; позже под О. х. стали разуметь химию веществ, встречающихся только в животном и растительном организме. Берцелиус (Berzelius) определил в 1827 г. О. х. как химию… … Большая медицинская энциклопедия

Углеводородный радикал — (от лат. radix «корень»; также углеводородный остаток) в химии группа атомов, соединённая с функциональной группой молекулы. Обычно при химических реакциях радикал переходит из одного соединения в другое без изменения. Но… … Википедия

Органическая химия — В Викисловаре есть статья «органическая химия» Органическая химия раздел химии, изучающий со … Википедия

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ — наука, изучающая соединения углерода с др. элементами (органические соединения), а также законы их превращений. Назв. О. х. возникло на ранней стадии развития науки, когда предмет изучения ограничивался соед. углерода растит, и животного… … Химическая энциклопедия

Винил (радикал) — У этого термина существуют и другие значения, см. Винил (значения). Химическая структура винила Винил (от лат. vinum (vini) вино) одновалентный радикал этилена, СН=СН2. С … Википедия

Радиационная химия — область химии, охватывающая химические процессы, вызываемые действием ионизирующих излучений (См. Ионизирующие излучения) на вещество. Ионизирующей способностью обладают как электромагнитные излучения (рентгеновские лучи, γ лучи,… … Большая советская энциклопедия

Источник

Радикалы свободные

Свободные радикалы в химии — частицы (как правило, неустойчивые), содержащие один или несколько неспаренных электронов. По другому определению свободный радикал — вид молекулы или атома, способный к независимому существованию (то есть обладающий относительной стабильностью) и имеющий один или два неспаренных электрона. Неспаренный электрон занимает атомную или молекулярную орбиталь в одиночку. Как правило, радикалы обладают парамагнитными свойствами, так как наличие неспаренных электронов вызывает взаимодействие с магнитным полем. Кроме этого наличие неспаренного электрона способно значительно усилить реакционную способность, хотя это свойство радикалов широко варьирует.

Содержание

Образование

Радикал может образоваться в результате потери одного электрона нерадикальной молекулой:

или при получении одного электрона нерадикальной молекулой:

Большинство радикалов образуются в ходе химических реакций при гомолитической диссоциации связей. Они сразу же претерпевают дальнейшие превращения в более устойчивые частицы:
Cl₂ → 2Cl·
СН₄ + Cl· → CH₃· + HCl
CH₃· + Cl₂ → CH₃Cl + Cl·
2Cl· → Cl₂
2CH₃· → C₂H₆
…
Зарождение радикальной цепи можно инициировать действием на вещество жестких условий (высокие температуры, электромагнитное излучение, радиация). Многие перекисные соединения — также хорошие радикалообразующие частицы.
Косвенное действие ионизирующего излучения связано с образованием свободных радикалов.

Биология и медицина

Несколько свободных радикалов имеют огромное значение в биологии и медицине. Помимо кислорода самого по себе, который содержит два неспаренных электрона, такие свободно-радикальные молекулы как супероксид, гидроксильный радикал, а также алкоксильный и пероксильный радикалы относятся к реактивным формам кислорода и участвуют в оксидативном стрессе. Свободно-радикальный оксид азота NO является важнейшим медиатором вазорелаксации (расслабления сосудистой стенки), а его недостаток приводит к гипертензии.

Самые стабильные свободные радикалы

Некоторые вещества — свободные радикалы, из-за тех или иных кинетических или стерических ограничений, являются достаточно стабильными при нормальных условиях. Классическим примером такого радикала является трифенилметил (радикал Гомберга), дифенилпикрилгидразил (ДФПГ), вердазил (с четырьмя атомами азота), нитроксильные радикалы, например, ди-трет-бутилнитроксил (перегоняется без разложения) и др.

Ссылки

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Радикалы свободные» в других словарях:

РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ — (радикалы хим.) (1) неустойчивые высокоактивные частицы, образующиеся из молекул, главным образом органических соединений, подвергнутых воздействию высокой температуры, радиации, ультрафиолетового излучения, катализаторов и др., и обладающие… … Большая политехническая энциклопедия

РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ — РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ, химические частицы с одним или несколькими неспаренными электронами. Парамагнитны; как правило, реакционноспособны. Промежуточно образуются во многих химических реакциях (горение, полимеризация, радиолиз, ферментативное… … Современная энциклопедия

Радикалы свободные — РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ, химические частицы с одним или несколькими неспаренными электронами. Парамагнитны; как правило, реакционноспособны. Промежуточно образуются во многих химических реакциях (горение, полимеризация, радиолиз, ферментативное… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

радикалы свободные — атомы или химические соединения с неспаренным электроном (обозначается жирной точкой), например H, CH3, C(С6Н5)3. Парамагнитны, реакционноспособны. Короткоживущие радикалы промежуточные частицы во многих химических реакциях. Некоторые свободные… … Энциклопедический словарь

Радикалы свободные — кинетически независимые частицы, характеризующиеся наличием неспаренных электронов. Например, к неорганическим Р. с., имеющим на внешнем уровне один электрон (см. Атом, Валентность), относятся атомы водорода Н·, щелочных металлов (Na·, К· … Большая советская энциклопедия

РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ — хим. частицы с неспаренными электронами на внеш. орбиталях; обладают парамагнетизмом и высокой реакц. способностью. Р. с. могут быть короткоживущими (время жизни доли секунды) или долгоживущими (до неск. лет), нейтральными или заряженными (см.… … Химическая энциклопедия

РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ — атомы или хим. соед. с неспаренным электроном (обозначается жирной точкой), напр. Н, СН3, С(С6Н5)3. Парамагнитны, реакционноспособны. Короткоживущие радикалы промежуточные частицы во мн. хим. реакциях. Нек рые Р. с. стабильны и выделены в индивид … Естествознание. Энциклопедический словарь

РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ — частицы (атомы или атомные группы) с неспаренными электронами на внеш. атомных или молекулярных орбиталях. Образуются из молекул под действием нагревания, электромагн. излучения, потока частиц высоких энергий, в присутствии катализаторов. Могут… … Большой энциклопедический политехнический словарь

СВОБОДНЫЕ РАДИКАЛЫ — см. Радикалы свободные … Большой Энциклопедический словарь

Источник

РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ

РАДИКАЛЫ СВОБОДНЫЕ, хим. частицы с неспаренными электронами на внеш. орбиталях; обладают парамагнетизмом и высокой реакц. способностью.

Р адикалы свободные могут быть короткоживущими (время жизни доли секунды) или долгоживущими (до неск. лет), нейтральными или заряженными (см. Ион-радикалы), иметь один или большее число неспаренцых электронов (напр., бирадикалы), быть твердыми, жидкими или газообразными в-вами. Стабильность радикалов свободных определяется скоростями их рекомбинации или диспропорционирования.

Короткоживущие радикалы свободные. К таким радикалам относятся атомы и сложные хим. частицы с локализованными неспаренными электронами (своб. валентностями), напр.

Для генерирования короткоживущих радикалов свободных используют разл. физ. и хим. методы воздействия на в-во, напр. фотолиз, радиолиз, пиролиз, электролиз.

Образование радикалов свободных при электролизе может осуществляться в условиях Кольбе реакции, напр.:

При фотолизе энергия светового кванта, поглощаемого в-вом, должна быть равной или превышать энергию диссоциации (E д ) хим. связи молекулы, напр.:

В условиях импульсного фотолиза генерируют короткоживущие радикалы свободные, выход к-рых может достигать 100%.

Легкость термин, распада молекул на радикалы свободные также зависит от энергии диссоциации соответствующей хим. связи. В качестве источников нестабильных радикалов свободных часто используют орг. пероксиды, напр. бензоилпероксид, трет-бутилгидроперок-сид, кумилпероксид, трет-бутилпероксид (см. Инициаторы радикальные). Последний, напр., удобен для генерирования радикалов свободных в р-рах при умеренных т-рах:

mpem-Бутоксильные радикалы легко осуществляют отрыв атома Н от молекул углеводородов, поскольку связь О—Н в mpem-бутаноле прочнее связи С—Н:

Сольватация радикалов свободных в р-рах обычно изменяет их электронное строение, геометрию и реакц. способность. Нек-рые радикалы свободные могут существовать только в р-рах, находясь в термодина-мич. равновесии с молекулами. Напр., при растворении в воде соли Фреми образуется темно-фиолетовый р-р гидратир. анион-радикала св-ва к-рого на в оздухе при 25°С практически не изменяются в течение мн. часов.

Пример мол.-индуцир. генерирования радикалов свободных-спонтанная полимеризациястирола:

Долгоживущие радикалы свободные. Такие радикалы обладают сильно делокализованными неспаренными электронами и обычно стерически экранированными реакц. центрами.

Р адикалы свободные этого типа образуют сольватные комплексы, к-рые существуют в р-рах в термодинамич. равновесии с молеку-лами-димерами. Таким образом ведут себя трифенилметил и его многочисл. аналоги (см. табл.). Для сложных сопряженных систем на состояние равновесия в р-рах между радикалами свободными и их димерами, кроме сольватац. факторов, оказывают влияние мезомерные и стерич. эффекты.

Ароксильные радикалы представляют собой интермедиаты окисления фенолов. Известны лишь единичные примеры в ысокоочищенных в-в этого типа, напр. гальвиноксильный радикал (ф-ла I; т. пл. 158°С) и индофеноксил (II; т. пл. 136°С).

Ароксильные радикалы свободные лишь условно можно назвать долгоживу-щими, т. к. в норм. условиях они быстро реагируют с кислородом, и поэтому операции с такими в-вами обычно проводят в инертной атмосфере или с использованием вакуумной техники.

Устойчивые на воздухе при 25 °С радикалы свободные аминильного ряда обычно получают путем окисления вторичных аминов. Известны, напр., темно-синие., кристаллы 1,3,6,8-тетра-трет-бутил-9-карбазила (III; т. пл. 145°С) и соед. IV (т. пл. 216 °С), а также вишнево-красные замещенные феназинильные радикалы свободные (V).

Выраженная тенденция радикалов свободных этой группы к сольватации создает трудности при получении очищенных образцов этих в-в с постоянными физ.-хим. характеристиками.

Вердазильные радикалы относятся к числу наиб. стабильных орг. парамагнетиков. Периоды полупревращения нек-рых из них на воздухе при 25 °С составляют мн. годы. Характерный представитель этой группы радикалов свободных- 1,3,5-три-фенилвердазил (VII; темно-зеленые кристаллы, т. пл. 143 °С).

Нитроксильные радикалы традиционно наз. азотокисями или нитроксидами из-за их формального сходства с тривиальными оксидами аминов. Представитель этой группы-т. наз. порфирексид представляет собой р-римые в воде кир-пично-красные кристаллы; его строение м. б. представлено суперпозицией неск. валентно-таутомерных структур, напр.:

Выраженная делокализация неспаренного электрона (тер-модинамич. фактор) и стерич. экранирование реакц. центров (кинетич. фактор) объясняют стабильность в норм. условиях мн. нитроксильных радикалов свободных ароматич., жирно-ароматич. и гете-роциклич. типа таких, напр., как 4,4′-диметоксидифенилнит-роксил (VIII; т. пл. 161 °С), 2,6-диметоксифенил-трет-бу-тилнитроксил (IX; т. пл. 102°С) и нитроксиднитроксильный радикал имидазолинового ряда (X; т. пл. 100 °С).

Нек-рые нитроксильные радикалы свободные несмотря на наличие сильно локализованного неспаренного электрона исключительно стабильны на воздухе, напр. темно-красный 2,2,6,6-тетра-метилпиперидин-1-оксил (XI; т. пл. 38 °С) и желтый 2,2,5,5-тетраметил-3-карбоксипирролин-1-оксил (XII; т. пл. 211 °С).

Синтез долгоживущих радикалов свободных осуществляют разнообразными методами, включая одноэлектронные окислит.-восстано-вит. и региоселективные р-ции без затрагивания парамагнитного центра (подробнее см. статьи об отдельных группах долгоживущих радикалов свободных). Т. обр., напр., получают спин-меченые реагенты, высокомол. радикалы и др.

Реакционная способность радикалов свободных определяется гл. обр. наличием своб. валентности, благодаря к-рой они могут вступать в р-ции радикального замещения, присоединения, распада, изомеризации, рекомбинации и диспропорционирования (см. Радикальные реакции).

Необычными являются нерадикальные региоселективные р-ции, в к-рых неспаренные электроны не участвуют в образовании новых хим. связей (р-ции без затрагивания парамаг нитного центра). Такие р-ции особенно характерны для нитроксильных радикалов.

Для изучения структур сложных радикалов свободных используют метод двойного электрон-ядерного резонанса (ДЭЯР). Р-ры с высокими концентрациями радикалов свободных могут быть исследованы с использованием спектров ЯМР (особенно когда константы сверхтонкого взаимод. в спектрах ЭПР малы). Для изучения гомолитич. распада молекул в р-рах, взаимод. радикальных пар и др. используют метод химической поляризации ядер

Для идентификации и исследования радикалов свободных используют также спектры в видимой и ультрафиолетовой областях, ИК спектры и спектры комбинац. рассеяния (часто в сочетании с импульсным фотолизом), а также масс-спсктрометрию.

Хим. методы исследования широко используют для определения долгоживущих радикалов свободных. В качестве хим. индикаторов короткоживущих радикалов свободных можно использовать мономеры (напр., стирол), к-рые в присутствии парамагнитных частиц полимеризуются (метод Циглера).

Для идентификации и исследований короткоживущих радикалов свободных их превращают в долгоживущие (обычно в нитроксильные) при взаимод. парамагнитных частиц, напр., с нитронами или нитрозосоед. (т. наз. спиновых ловушек метод).

Применение, нахождение в природе. Долгоживущие радикалы свободные (гл. обр. нитроксильные) находят широкое применение в качестве ингибиторов полимеризации и окисления разл. орг. материалов, напр. для стабилизации акрилонитрила, винил-ацетата, винилиденхлорида, стирола, фурфурола, СК и НК, жиров и масел. Их применяют также в молекулярно-биол. исследованиях в качестве спиновых меток и зондов (см. Липидные зонды, Спинового зонда метод), в судебно-мед. диагностике, аналит. химии, для повышения адгезии полимерных покрытий, при изготовлении фотоматериалов, в приборостроении, в геофизике и дефектоскопии твердых тел, напр. алмазов. Короткоживущие радикалы свободные-промежут. частицы, во мн. орг. р-циях (радикальное галогенирование и др.).

Контролируемое ферментами образование радикалов свободных в живых организмах происходит и в процессах нормальной жизнедеятельности, напр. при биосинтезе простагландинов, транспорте электронов в митохондриях, обезвреживании бактерий фагоцитирующими клетками. Образованием в организме активных радикалов свободных объясняют процессы старения. Различные радикалы свободные обнаружены в космосе.

Существование радикалов свободных постулировалось в 19 в. Первый долгоживущий радикал свободный [трифенилметил (С 6 Н 5 ) 3 С • ] обнаружен в р-ре в 1900 М. Гомбергом. В 1901 О. Пилоти и Б. Шверин получили нитроксильный радикал гетероциклич. природы порфирексид, но не идентифицировали его как радикал свободный. В 1911-22 Г. Виландом разработана химия ароматич. нитроксильных радикалов и диариламинильных радикалов.

Впервые алкильные радикалы (СН 3 и СН 3 СН 2 ) идентифицированы в 1929 Ф. Пакетом. В последующие годы развитие химии радикалов свободных было связано с открытием и использованием для идентификации радикалов метода ЭПР, а также с синтезом разл. групп долгоживущих радикалов свободных.

Источник

Свободный радикал

Свободные радикалы в химии — частицы (как правило, неустойчивые), содержащие один или несколько неспаренных электронов. По другому определению свободный радикал — вид молекулы или атома, способный к независимому существованию (то есть обладающий относительной стабильностью) и имеющий один или два неспаренных электрона. Неспаренный электрон занимает атомную или молекулярную орбиталь в одиночку. Как правило, радикалы обладают парамагнитными свойствами, так как наличие неспаренных электронов вызывает взаимодействие с магнитным полем. Кроме этого наличие неспаренного электрона способно значительно усилить реакционную способность, хотя это свойство радикалов широко варьирует.

Содержание

Образование

Радикал может образоваться в результате потери одного электрона нерадикальной молекулой:

или при получении одного электрона нерадикальной молекулой:

Большинство радикалов образуются в ходе химических реакций при гомолитической диссоциации связей. Они сразу же претерпевают дальнейшие превращения в более устойчивые частицы:
Cl₂ → 2Cl·
СН₄ + Cl· → CH₃· + HCl
CH₃· + Cl₂ → CH₃Cl + Cl·
2Cl· → Cl₂
2CH₃· → C₂H₆
…
Зарождение радикальной цепи можно инициировать действием на вещество жестких условий (высокие температуры, электромагнитное излучение, радиация). Многие перекисные соединения — также хорошие радикалообразующие частицы.
Косвенное действие ионизирующего излучения связано с образованием свободных радикалов.

Биология и медицина

Несколько свободных радикалов имеют огромное значение в биологии и медицине. Помимо кислорода самого по себе, который содержит два неспаренных электрона, такие свободно-радикальные молекулы как супероксид, гидроксильный радикал, а также алкоксильный и пероксильный радикалы относятся к реактивным формам кислорода и участвуют в оксидативном стрессе. Свободно-радикальный оксид азота NO является важнейшим медиатором вазорелаксации (расслабления сосудистой стенки), а его недостаток приводит к гипертензии.

Самые стабильные свободные радикалы

Некоторые вещества — свободные радикалы, из-за тех или иных кинетических или стерических ограничений, являются достаточно стабильными при нормальных условиях. Классическим примером такого радикала является трифенилметил (радикал Гомберга), дифенилпикрилгидразил (ДФПГ), вердазил (с четырьмя атомами азота), нитроксильные радикалы, например, ди-трет-бутилнитроксил (перегоняется без разложения) и др.

Ссылки

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Свободный радикал» в других словарях:

свободный радикал — Активная частица, обладающая свободной валентностью. [ГОСТ 9.710 84] свободный радикал Молекула или фрагмент молекулы, имеющие неспаренный электрон, способный образовывать химические связи [ГОСТ 25645.321 87] Тематики полимерные и др.… … Справочник технического переводчика

СВОБОДНЫЙ РАДИКАЛ — СВОБОДНЫЙ РАДИКАЛ, короткоживущая (менее 1мс) молекула, которая имеет непарный ЭЛЕКТРОН и, таким образом, вступает в кратковременные связи с другими молекулами. Возникающие как побочные продукты химических процессов в КЛЕТКЕ, свободные радикалы… … Научно-технический энциклопедический словарь

Свободный радикал — 7. Свободный радикал Активная частица, обладающая свободной валентностью Источник: ГОСТ 9.710 84: Единая система защиты от коррозии и старения. Старение полимерных материалов. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

свободный радикал — laisvasis radikalas statusas T sritis chemija apibrėžtis Atomas arba grupė, turinti orbitalę su nesuporuotu elektronu. atitikmenys: angl. free radical rus. свободный радикал … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

свободный радикал — laisvasis radikalas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. free radical vok. freies Radikal, n rus. свободный радикал, m pranc. radical libre, m … Fizikos terminų žodynas

Радикал (химия) — Углеводородный радикал (от лат. radix корень; также углеводородный остаток) в химии группа атомов, соединённая с функциональной группой молекулы. Обычно при химических реакциях радикал переходит из одного соединения в другое без изменения. Но… … Википедия

свободный кислородный радикал — Атом кислорода, содержащий избыточное количество электронов, являющийся потенциально опасным для тканей организма [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN oxygen free radical … Справочник технического переводчика

Свободный — ая, ое; ден, дна, дно. 1. Не испытывающий на себе экономического и политического гнёта, давления; независимый. С ая личность. С ые граждане свободной страны. С. народ. // Свойственный такому человеку, государству. С. дух. С ая душа. С. образ… … Энциклопедический словарь

свободный — I см. свобода II ая, ое; ден, дна, дно. см. тж. свободно 1) а) Не испытывающий на себе экономического и политического гнёта, давления; независимый. С ая личность. С ые граждане свободной страны. Своб … Словарь многих выражений

Углеводородный радикал — (от лат. radix «корень»; также углеводородный остаток) в химии группа атомов, соединённая с функциональной группой молекулы. Обычно при химических реакциях радикал переходит из одного соединения в другое без изменения. Но… … Википедия

Источник