Reakcija prostih radikalov

Opredelitev in zgradba ogljikovih prostih radikalov
Ko se vez razcepi, nastanejo atomi ali skupine z osamljenimi elektroni, ki se imenujejo prosti radikali. Prosti radikal z osamljenim elektronom na atomu vodika imenujemo vodikov radikal. Prosti radikal z enim elektronom na atomu ogljika imenujemo ogljikov radikal. Prosti vodikov radikal in prosti alkilni radikal (prosti radikal ogljika) nastaneta, ko je CH vez v alkanu homoliza. Hibrid ogljika sp2 s prostimi radikali, tri hibridne orbitale sp2 imajo strukturo ravninskega trikotnika, vsaka hibridna orbitala sp2 in druge atomske orbitale z aksialnim prekrivanjem tvorijo vez σ, vezna orbitala ima par nasprotnih spinskih elektronov. Orbitala p je pravokotna na to ravnino, orbitala p pa je zasedena z osamljenim elektronom.
2. Energija disociacije vezi in stabilnost ogljikovih radikalov
(1) energija disociacije vezi
Atomi v molekuli vedno izvajajo drobne vibracije okoli svojih ravnotežnih položajev, molekularne vibracije so podobne gibanju krogle, povezane z vzmetjo, pri sobni temperaturi, ko so molekule v osnovnem stanju, je amplituda majhna, molekule absorbirajo energijo in amplituda se poveča. Če se absorbira dovolj energije, se amplituda do določene mere poveča, vez se prekine in absorbirana toplota je entalpija (ΔH) reakcije disociacije vezi, energija vezi ali energija disociacije vezi pa je izražena v Ed.
(2) Stabilnost ogljikovih prostih radikalov
Stabilnost radikala se nanaša na stabilnost njegove matične spojine, ki je veliko bolj nestabilna kot matična spojina in manj stabilna kot matična spojina. Iz zgornjih podatkov o disociacijski energiji CH vezi je razvidno, da je disociacijska energija CH vezi v CH4 največja, prva spojina v isti seriji pa je pogosto relativno posebna; Energija vodikove disociacije CH3CH3 in CH3CH2CH3 na primarnem ogljiku je nekoliko nižja kot pri CH4 in oba tvorita primarne proste radikale. Vodik na sekundarnem ogljikovem atomu v CH3CH2CH3 ima nižjo disociacijsko energijo in tvori sekundarne proste radikale. Vodik na terciarnem ogljikovem atomu v (CH3)3CH se zlomi, ki ima najmanjšo disociacijsko energijo in tvori terciarni prosti radikal. Eden od produktov teh reakcij disociacije vezi je, da so vsi enaki, zato je razlika v energiji disociacije vezi odraz različne stabilnosti ogljikovega radikala. Nižja kot je disociacijska energija, stabilnejši je ogljikov radikal. Zato je vrstni red stabilnosti ogljikovih radikalov
3°C·>2°C·>1°C·>H3C·
V alkanih je CC vez lahko tudi disociirana.