Chimie

Radical

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Homolyse

Les réactions des molécules organiques impliquent toujours la création et la rupture de liaisons covalentes. Il existe deux manières de rompre ces liens :

D'une part, après la rupture de la liaison, les deux électrons de liaison peuvent rester avec l'un des deux anciens partenaires de liaison, qui deviennent alors des ions. Ce processus est connu sous le nom d'hétérolyse ou de rupture de liaison hétérolytique.

D'autre part, la liaison peut se rompre de manière symétrique, de sorte que chacun des partenaires de liaison précédents reçoit l'un des deux électrons de liaison. Il en résulte des soi-disant radicaux. Ces radicaux sont des atomes ou des molécules avec des électrons non appariés. Ils ont donc toujours une orbitale atomique ou moléculaire occupée individuellement. Ce type de rupture de liaison est appelé homolyse ou rupture de liaison homolytique.

Lors de la description des mécanismes réactionnels, il convient de noter que conformément à la convention en chimie, le mouvement des électrons individuels est symbolisé par une flèche avec un demi-point. Cela pointe toujours dans le sens de la migration des électrons.

Pour rompre un lien, il faut ajouter de l'énergie. Cela se produit, par exemple, par la chaleur ou le rayonnement. L'exemple de la décomposition d'une molécule de brome pour former les atomes de brome par application de lumière (voir ci-dessus) montre comment des radicaux se forment lors de l'homolyse. La quantité d'énergie nécessaire pour scinder une liaison covalente de manière homolytique correspond exactement à l'énergie qui a été libérée quand ce lien s'est formé. Cette énergie correspond numériquement à l'énergie de liaison et est appelée énergie de dissociation E. Les soi-disant initiateurs sont souvent utilisés dans les réactions radicalaires. Ce sont des composés qui se décomposent facilement en radicaux, puis réagissent à leur tour avec l'un des matériaux de départ et forment de nouveaux radicaux au cours du processus. De tels composés ont généralement des structures peroxyde ou azoïque et ont des énergies de dissociation beaucoup plus faibles que les liaisons C-H et C-C. Des exemples de ceci sont di-tert-peroxyde de butyle, peroxyde de dibenzoyle et azoisobutyronitrile (AIBN).

Tab.1
Exemples d'initiateurs radicaux
Peroxyde de di-tert-butyle

Peroxyde de dibenzoyle

Azoisobutyronitrile (AIBN)

Il est souvent souhaitable de supprimer les réactions radicalaires, ce qui est possible au moyen de capteurs de radicaux. Un exemple bien connu est le plomb tétraéthyle, qui peut être utilisé pour améliorer l'indice d'octane de l'essence.