მთავარი განსხვავება თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და თავისუფალ რადიკალების დამატებას შორის არის ის, რომ თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება გულისხმობს ფუნქციური ჯგუფის სხვა ფუნქციური ჯგუფით ჩანაცვლებას, ხოლო თავისუფალი რადიკალების დამატება გულისხმობს ახალი ფუნქციური ჯგუფის დამატებას მოლეკულაში.
თავისუფალი რადიკალი შეიძლება იყოს ატომი, მოლეკულა ან იონი, რომელიც შედგება დაუწყვილებელი ვალენტური ელექტრონისაგან. არსებობს რადიკალური რეაქციების ორი ძირითადი ტიპი: თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება და თავისუფალი რადიკალების დამატების რეაქციები.
რა არის თავისუფალი რადიკალი?
თავისუფალი რადიკალი შეიძლება იყოს ატომი, მოლეკულა ან იონი, რომელიც შედგება დაუწყვილებელი ვალენტური ელექტრონისაგან.ჩვეულებრივ, ამ დაუწყვილებელ ელექტრონებს შეუძლიათ თავისუფალი რადიკალების ქიმიურად რეაქტიული გახადონ; თუმცა, შეიძლება იყოს რამდენიმე გამონაკლისი. მათი მაღალი რეაქტიულობის გამო, თავისუფალი რადიკალების უმეტესობა სპონტანურად დიმერიზდება. ამიტომ, მათ აქვთ ძალიან მოკლე სიცოცხლე.
რა არის თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება?
თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება არის ჩანაცვლებითი რეაქციის ტიპი, რომელიც მოიცავს თავისუფალ რადიკალებს, როგორც რეაქტიულ შუალედს. რეაქტიული შუალედური ნივთიერებებია ხანმოკლე, მაღალი ენერგიით და მაღალი რეაქტიული მოლეკულები. ეს მოლეკულები წარმოიქმნება ქიმიური რეაქციის დროს, რომელიც სწრაფად გარდაიქმნება უფრო სტაბილურ მოლეკულებად. უფრო მეტიც, ჩანაცვლების რეაქცია არის ქიმიური რეაქციის ტიპი, როდესაც ქიმიურ ნაერთში ერთი ფუნქციური ჯგუფი მიდრეკილია შეიცვალოს სხვა ფუნქციური ჯგუფით.
სურათი 01: განსხვავებული საფეხურები თავისუფალ რადიკალურ რეაქციებში
ზემოხსენებული სურათი მიუთითებს ზოგადად თავისუფალი რადიკალების რეაქციების საფეხურებზე; მე-2 და მე-3 საფეხურს ეწოდება საწყისი რეაქციები, სადაც თავისუფალი რადიკალები წარმოიქმნება ჰომოლიზის გზით. ჰომოლიზის მიღწევა შესაძლებელია სითბოს ან ულტრაიისფერი შუქის გამოყენებით და რადიკალური ინიციატორების გამოყენებით, მაგ. ორგანული პეროქსიდები, აზო ნაერთები და ა.შ. საბოლოო საფეხურები 6 და 7 ერთობლივად არის დასახელებული, როგორც შეწყვეტა; აქ რადიკალი მიდრეკილია სხვა რადიკალურ სახეობასთან შერწყმისკენ. თუმცა, რადიკალი ხანდახან რეაგირებს იქ, სადაც ხდება გამრავლება. გამრავლება მოცემულია ზემოთ მოცემულ სურათზე 4 და 5 ნაბიჯებიდან.
რადიკალური ჩანაცვლების რეაქციების ზოგიერთი მაგალითია ბარტონ-მაკკომბის დეოქსიგენაცია, ვოლ-ზიგლერის რეაქცია, დოუდ-ბეკვიტის რეაქცია და ა.შ.
რა არის თავისუფალი რადიკალების დამატება?
თავისუფალი რადიკალების დამატება არის დამატების რეაქციის ტიპი, სადაც ფუნქციური ჯგუფი ემატება ნაერთს თავისუფალი რადიკალების რეაქტიული შუალედურის მეშვეობით.ამ ტიპის დამატება შეიძლება მოხდეს რადიკალურ და არარადიკალურ სახეობებს შორის ან ორ რადიკალურ სახეობას შორის. თავისუფალი რადიკალების დამატების ძირითადი საფეხურები მოიცავს დაწყებას, ჯაჭვის გამრავლებას და ჯაჭვის შეწყვეტას.
სურათი 02: HBr-ის რადიკალური დამატება ალკენებზე
ინიცირების პროცესში, ინიციაციისთვის გამოიყენება რადიკალური ინიციატორი, სადაც რადიკალური სახეობა წარმოიქმნება არარადიკალური წინამორბედისგან. ჯაჭვის გამრავლების პროცესში, თავისუფალი რადიკალი მიდრეკილია რეაგირებდეს არარადიკალურ სახეობებთან, რათა წარმოქმნას ახალი რადიკალური სახეობა. საბოლოო ნაბიჯი არის ჯაჭვის შეწყვეტა, სადაც ორი რადიკალი რეაგირებს ერთმანეთთან და ქმნის არარადიკალურ სახეობას. ამ ტიპის რეაქციის საერთო მაგალითია მეერვეინის არილაცია.
როგორც წესი, თავისუფალი რადკალის დამატების რეაქციები ეფუძნება სუსტი ბმების მქონე რეაგენტებს, რათა მათ შეუძლიათ გაიარონ ჰომოლიზი რადიკალური სახეობების წარმოქმნით. როდესაც არსებობს ძლიერი ბმები, რეაქციის მექანიზმი განსხვავდება ჩვეულებრივი თავისუფალი რადიკალების დამატების რეაქციებისგან.
რა განსხვავებაა თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და თავისუფალ რადიკალების დამატებას შორის?
თავისუფალი რადიკალი შეიძლება იყოს ატომი, მოლეკულა ან იონი, რომელიც შედგება დაუწყვილებელი ვალენტური ელექტრონისაგან. თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და თავისუფალ რადიკალების დამატებას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება გულისხმობს ფუნქციური ჯგუფის სხვა ფუნქციური ჯგუფით ჩანაცვლებას, ხოლო თავისუფალი რადიკალების დამატება გულისხმობს ახალი ფუნქციური ჯგუფის დამატებას მოლეკულაში.
შემდეგი ფიგურა ჩამოთვლის განსხვავებებს თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და თავისუფალ რადიკალების დამატებას შორის ცხრილის სახით გვერდიგვერდ შედარებისთვის.
რეზიუმე – თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება თავისუფალი რადიკალების წინააღმდეგ
თავისუფალი რადიკალი შეიძლება იყოს ატომი, მოლეკულა ან იონი, რომელიც შედგება დაუწყვილებელი ვალენტური ელექტრონისაგან. თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და თავისუფალ რადიკალების დამატებას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება გულისხმობს ფუნქციური ჯგუფის სხვა ფუნქციური ჯგუფით ჩანაცვლებას, ხოლო თავისუფალი რადიკალების დამატება გულისხმობს ახალი ფუნქციური ჯგუფის დამატებას მოლეკულაში.
