Теория радикалов в химии кратко

Обновлено: 04.07.2024

одна из ведущих химических теорий 1-й половины 19 в. В её основе лежат представления А. Л. Лавуазье об исключительно важном значении кислорода в химии и о дуалистическом (двойственном) составе химических соединений.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Полезное

Смотреть что такое "Радикалов теория" в других словарях:

РАДИКАЛОВ ТЕОРИЯ — см. Органическая химия … Химическая энциклопедия

Теория старения биологических организмов — По мнению Президента Геронтологического общества РАН профессора Владимира Анисимова, в начале XXI века насчитывается четыре основные теории старения:* Теория свободных радикалов (выдвинута Д.Харманом в 1950 х) * Элевационная теория В.Дильмана *… … Википедия

теория радикалов — radikalų teorija statusas T sritis chemija apibrėžtis Pirmoji organinių junginių sandaros teorija, teigusi, kad visos organinės molekulės sudarytos iš patvarių atomų grupių – radikalų. atitikmenys: angl. radicals theory rus. теория радикалов … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Теория Галуа — раздел алгебры, изучающий симметрии корней многочленов. Симметрии описываются в терминах группы перестановок корней многочлена (группа уравнения) термин, впервые использованный Эваристом Галуа. Содержание 1 Приложение к классическим задачам … Википедия

Типов теория — I Типов теория в химии, одна из ведущих химических теорий середины 19 в. В 1839 1840 Ж. Б. Дюма предложил рассматривать химические соединения как продукты замещения одних элементов или радикалов (см. Радикалов теория) другими в немногих… … Большая советская энциклопедия

Этерина теория — одна из ранних теорий в органической химии. Согласно Э. т., этилен, назван Й. Берцелиусом этерином из за присущего ему слабого эфирного запаха (от греч. aither эфир), считался атомной группой, входящей без изменения в состав этилового… … Большая советская энциклопедия

РЕЗОНАНСА ТЕОРИЯ — теория электронного строения хим. соединений, в основе к рой лежит представление о том, что электронное распределение, геометрия и все др. физ. и хим. св ва молекул должны быть описаны не одной возможной структурной ф лой, а сочетанием… … Химическая энциклопедия

Химических типов теория — Под этим названием известны несколько взглядов, появившихся в химии в разное время. Впервые выражение химический тип введено, кажется, Дюма [Может быть оно принадлежит Бодримону; по крайней мере Лоран ( Méthode de Chimie , 1854, 358), говорит: M … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Ядер теория — (хим.) высказана впервые Лораном в 1836 г. В 1832 г. появилась работа Либиха и Вёлера над горько миндальным маслом (бензойным альдегидом; в ней не только были мастерски изучены и описаны свойства нового радикала (см.) бензоила, но и расширено… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Теория радикалов — одна из ведущих химических теорий первой половины XIX века. В её основе лежат представления А. Л. Лавуазье об исключительно важном значении кислорода в химии и о дуалистическом (двойственном) составе химических соединений.

Радикал — группа атомов, содержащая углеводородный остаток в молекуле.

Радикал — по представлениям Лавуазье, группа атомов, переходящих без изменения из одного соединения в другое.

Свободные радикалы — атомы или группы связанных между собой атомов, характеризующиеся наличием неспаренных электронов.

Связанные понятия

Теории кислот и оснований — совокупность фундаментальных физико-химических представлений, описывающих природу и свойства кислот и оснований. Все они вводят определения кислот и оснований — двух классов веществ, реагирующих между собой. Задача теории — предсказание продуктов реакции между кислотой и основанием и возможности её протекания, для чего используются количественные характеристики силы кислоты и основания. Различия между теориями лежат в определениях кислот и оснований, характеристики их.

Стереоселективность — преимущественное образование в химической реакции одного стереоизомера над другим. Если образующиеся стереоизомеры являются энантиомерами, то данное явление называется энантиоселективностью, если стереоизомерные продукты являются диастереомерами — диастереоселективностью. Количественно стереоселективность выражается при помощи энантиомерного или диастереомерного избытка.

Галогеноводоро́ды — общее название соединений, образованных из водорода и галогенов (элементов подгруппы фтора).

Азиды — органические соединения, содержащие азидную группу -N=N+=N−, обычно связанную с атомом углерода, однако к азидом также относят и элементоорганические соединения (например, триалкилсилил- и триалкилстаннилазиды), и азидпроизводные сульфокислот (сульфонилазиды RSO2N3).

Триоксид диводорода (триоксид водорода, триоксидан) — неорганическое соединение состава H2O3, простейший представитель класса полиоксидов (в т.ч. гидротриоксидов и триоксидов). Может рассматриваться как высший гомолог пероксида водорода H2O2.

Альдольная конденсация (альдольно-кротоновая конденсация, альдольная реакция) — химическая реакция между двумя молекулами альдегида или кетона в присутствии кислоты или основания с образованием альдоля (β-гидроксиальдегида или β-гидроксикетона), а в некоторых случаях — продукта дегидратации альдоля (α,β-ненасыщенного альдегида или кетона).

Мезомерный эффект (эффект сопряжения, резонансный эффект) — смещение электронной плотности химической связи по π-связям. Объясняется теорией химического резонанса.

Реакции радикального присоединения — реакции присоединения, в которых атаку осуществляют свободные радикалы — частицы, содержащие один или несколько неспаренных электронов. При этом радикалы могут атаковать как другие радикалы, так и нейтральные частицы.

Индукти́вный эффе́кт (полярный эффект) — смещение электронной плотности химической связи по σ-связям. Является разновидностью эффекта поля.

Принцип жёстких и мягких кислот и оснований (принцип ЖМКО, принцип ЖМКО Пирсона, англ. HSAB theory) — в химии принцип, качественно описывающий способность кислот и оснований Льюиса к эффективному взаимодействию. Данный принцип был предложен американским химиком-неоргаником Ральфом Пирсоном в 1963 году. В соответствии с данным принципом, кислоты и основания Льюиса делятся на жёсткие и мягкие, причём мягкие кислоты преимущественно реагируют с мягкими основаниями, а жёсткие кислоты — с жёсткими основаниями.

Бензоиновая конденсация (часто называемая реакцией конденсации, в силу исторических причин) — реакция между двумя ароматическими альдегидами, в частности, бензальдегидом. Реакция катализируется нуклеофилами, такими как анион цианида или N-гетероциклическими карбенами. Продукт реакции представляет собой ароматический ацилоин с бензоином в качестве исходного соединения.

Нитроалканы (нитропарафины) — это производные алканов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на нитрогруппу. Относятся к классу нитросоединений.

Основание — химическое соединение, способное образовывать ковалентную связь с протоном (основание Брёнстеда) либо с вакантной орбиталью другого химического соединения (основание Льюиса). В узком смысле под основаниями понимают осно́вные гидроксиды — сложные вещества, при диссоциации которых в водных растворах отщепляется только один вид анионов — гидроксид-ионы OH−.

Диазосоединения — органические соединения общей формулы R1R2C=N+=N−, где R1,R2 = H, любой алкильный, ацильный или арильный радикал. Простейший представитель класса — диазометан CH2N2.

Электролитическая диссоциация — процесс распада электролита на ионы при его растворении или плавлении.

Спирты являются обширным и очень разнообразным классом органических соединений: они широко распространены в природе, имеют важнейшее промышленное значение и обладают исключительными химическими свойствами.

Борогидрид натрия (тетрагидридоборат натрия) — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в полярных органических растворителях и воде. Относится к борогидридам.

Теория химического строения — учение о строении молекулы, описывающее все те её характеристики, которые в своей совокупности определяют химическое поведение (реакционную способность) данной молекулы. Сюда относятся: природа атомов, образующих молекулу, их валентное состояние, порядок и характер химической связи между ними, пространственное их расположение, характерное распределение электронной плотности, характер электронной поляризуемости электронного облака молекулы и т. д.Основные положения теории.

Алкоголяты (алкоксиды) — соединения общей формулы R—OM, где R — алкил (или замещённый алкил), а M — катион металла либо другой катион. Формально — продукты замещения иона водорода гидроксильной группы спиртов другим катионом.

Реакция элиминирования (от лат. elimino — изгоняю) — процесс отщепления от молекулы органического соединения атомов или атомных групп без замены их другими. Исходными веществами могут служить представители разных классов органических соединений.

Алифатические амины — разновидность органических соединений, принадлежащих к классу аминов, которая отличается содержанием алифатических заместителей у атома азота. Впервые простейшие алифатические амины (метиламины и этиламины) синтезировал Шарль Вюрц в 1849 году. Для их получения он гидролизовал соответствующие алкилизоцианаты, триалкилцианураты и алкилмочевины. Фундаментальное же изучение свойств, структуры и методов синтеза алифатических аминов провёл Август Вильгельм Гофман. Он же предложил.

Теория резонанса — теория электронного строения химических соединений, в соответствии с которой распределение электронов в молекулах (в том числе сложных ионах или радикалах), является комбинацией (резонансом) канонических структур с различной конфигурацией двухэлектронных ковалентных связей. Резонансная волновая функция, описывающая электронную структуру молекулы, является линейной комбинацией волновых функций канонических структур.

Автопротолиз — гомофазный процесс самоионизации, обратимый процесс передачи протона от одной нейтральной молекулы жидкости к другой и образования в результате равного числа катионов и анионов.

Автоокисление — процесс окисления органических соединений, самопроизвольно протекающий при их взаимодействии с кислородом воздуха.

Карбкатион (карбокатион) — частица, в которой на атоме углерода сосредоточен положительный заряд, атом углерода имеет вакантную p-орбиталь. Карбкатион — сильная кислота Льюиса, обладает электрофильной активностью.

Азо́тистая кислота HNO2 — слабая одноосновная кислота, существует только в разбавленных водных растворах, окрашенных в слабый голубой цвет, и в газовой фазе. Кислота высокотоксична. Соли азотистой кислоты называются нитритами или азотистокислыми. Нитриты гораздо более устойчивы, чем HNO2, все они токсичны.

Изомерия (от др.-греч. ἴσος — равный + μέρος — доля, часть) — явление, заключающееся в существовании химических соединений — изомеров, — одинаковых по атомному составу и молекулярной массе, но различающихся по строению или расположению атомов в пространстве и, вследствие этого, по свойствам.

Имины — органические соединения общей формулы R1R2C=NR3, где R1, R2 — H, Alk, Ar и R3 — H, Alk, Ar, азотистые аналоги альдегидов (R2 — H, альдимины) и кетонов (R1, R2 — Alk, Ar, кетимины), содержащие фрагмент NR3, соединенный двойной связью с атомом углерода.

Органические дисульфиды — сераорганические соединения общего состава R-S-S-R', которые содержат в молекулах два атома серы, связанных друг с другом. Дисульфиды могут рассматриваться как органические производные дисульфана H2S2.

Стереоселективный синтез (хиральный синтез, асимметрический синтез, энантиоселективный синтез) — это химическая реакция (или последовательность реакций), в ходе которой образуются стереоизомерные продукты (энантиомеры или диастереомеры) в неравных количествах. Методология стереоселективного синтеза играет важную роль в фармацевтике, поскольку различные энантиомеры и диастереомеры одной молекулы часто имеют различную биологическую активность.

Алюмогидрид лития (аланат лития) — неорганическое соединение, комплексный смешанный гидрид лития и алюминия с формулой Li, белые кристаллы.

Аллены, 1,2-диены — углеводороды и их замещенные производные с двумя двойными связями у одного атома углерода общей формулы RR'C=C=CR''R''', где R, R', R'', R''' — Н, алкильный, арильный, гетероарильный заместитель либо функциональная группа. Родоначальник гомологического ряда, давший название классу — аллен CH2=C=CH2 (пропадиен). Аллены — простейшие представители класса гомокумуленов.

Ароматичность — особое свойство некоторых химических соединений, благодаря которому сопряжённое кольцо ненасыщенных связей проявляет аномально высокую стабильность; большую чем та, которую можно было бы ожидать только при одном сопряжении.

Оксимы (или изонитрозосоединения) — органические соединения, включающие в себя одну или несколько изонитрозогрупп RR1C=N-OH. Обычно рассматриваются как производные альдегидов (R1 = O) — альдоксимы и кетонов — кетоксимы. Для альдоксимов и оксимов несимметричных кетонов характерна цис-транс-изомерия по связи C=N.

Ами́д на́трия — неорганическое вещество с формулой NaNH2, производное аммиака. Представляет собой твёрдое вещество, которое реагирует с водой. Применяется в органическом синтезе.

Гидразоны — соединения общей формулы R1R2C=NNR3R4, где R2, R3 R4 — органический радикал или атом водорода. Гидразоны формально являются продуктами конденсации карбонильных соединений и гидразина.

Нитросоединения — органические соединения, содержащие одну или несколько нитрогрупп —NO2. Под нитросоединениями обычно подразумевают C-нитросоединения, в которых нитрогруппа связана с атомом углерода (нитроалканы, нитроалкены, нитроарены). O-нитросоединения и N-нитросоединения выделяют в отдельные классы — нитроэфиры (органические нитраты) и нитрамины.

Реакция ионного обмена — один из видов химических реакций, протекающих в полярных растворителях между ионами исходных компонентов. Обратимые реакции ионного обмена приводят к наличию в растворах продуктов перекрестного синтеза, например, из смеси растворов хлорида натрия и бромида калия при выпаривании кристаллизуются четыре вещества. Необратимые реакции ионного обмена сводятся к образованию из ионов нерастворимых соединений с их выделением в виде воды, газа или осадка.

Ено́лы (также алкенолы) — α-гидроксиалкены, соединения общей формулы R1R2C=CR3OH. Енолы находятся в таутомерном равновесии с соответствующим карбонильным соединением — альдегидом или кетоном.

Алки́ны (иначе ацетиленовые углеводороды) — углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой CnH2n-2.

Дихромат пиридиния — соль пиридина и хромовой кислоты, мягкий селективный окислитель, широко применяемый в органическом синтезе, преимущественно для окисления первичных и вторичных спиртов. Данный реагент был предложен Кори и Шмидтом в 1979 году. Потенциальный канцероген.

Фосфины — фосфорорганические соединения, производные фосфина, в которых атомы водорода замещены одним (RPH2 - первичные фосфины), двумя (PHR2 - вторичные фосфины) или тремя (PR3 - третичные фосфины) углеводородными радикалами.

Карбанион — анион, содержащий чётное число электронов со свободной электронной парой на четырехвалентном атоме углерода. К карбанионам относят как анионы с локализованным на углеродном атоме отрицательном заряде, так и анионы с делокализованным отрицательным зарядом, у которых по крайней мере в одной из канонических структур заряд локализован на атоме углерода.

Тройная связь — ковалентная связь двух атомов в молекуле посредством трёх общих связывающих электронных пар.

Теорию радикалов, возникшую в первой четверти XIX века, можно считать первой теорией органической химии. Гей-Люссак (1815), а позже Велер и Либих (1832), анализируя продукты химических реакций, пришли к заключению, что определеннее группа атомов, такие, как цианогруппа, бензоил и другие без изменения переходят из одного соединения в другое. Такие группы атомов были названы радикалами. Предполагалось, что как молекулы неорганического вещества состоят из атомов, так и органические вещества состоят из радикалов.

В общем-то, это правильно. Но неправильным в теории радикалов было то, что радикалы постоянны и неизменны. Впервые это было опровергнуто русским ученым Т. Е. Ловицом, который показал, что в уксусной кислоте все три атома водорода последовательно могут быть замещены на электроотрицательный хлор с образованием моно, ди- и три- хлоруксусных кислот.

Теория радикалов до некоторой степени сыграла и положительную роль в развитии теоретической органической химии. Она направила внимание химиков на поиски общих групп в органических соединениях, а также впервые утвердила положение о переходе радикалов без изменения из одной молекулы в другую. Но все же, под напором новых фактов об изменяемости радикалов эта теория должна была уступить место новой теории - теории типов.

Основоположником теории типов был Жерар.

Он предложил строить органические соединения подобно неорганическим, посредством замены атомов в последних, органическими остатками. Всю органическую химию он предлагал разделить на несколько типов: тип воды, тип хлористого водорода, тип аммиака, тип метана и т.д.

Теория типов сыграла положительную роль. Для несложных молекул она способна была предсказать свойства вновь получаемого соединения, а также положила основы классификации органических веществ (вторая четверть XIX века).

Однако в середине XIX столетия по мере накопления органических соединений теория типов все чаще оказывалась бессильной не только предсказывать, но уже и объяснять что-либо. Сложные органические молекулы нужно было относить ко многим типам, что создало большие трудности, и теория типов уже становилась тормозом в развитии органической химии (пример: Н₂N — СН₂ — СНС1 — СН₂ — COOН). К тому времени было установлено, что углерод четырехвалентен (Кекуле, 1857 г.), а Купер (1857 г.) установил, что атомы углерода могут объединяться друг с другом, образуя цепи. Эти данные в то время были отрывочными, и никто их не мог объединить в единую общую теорию.

Теория радикалов

Первые теоретические воззрения

Основоположником теории типов был Жерар.

Радикалы в химии – это атомарные частички, обладающие некими особенностями, связанными с переходом между соединениями. В данной статье мы ознакомимся с представителями радикалов, их определением и особенностями, а также уделим внимание их видовому разнообразию.

Введение

Радикал в химии – это атом или его группа, что способна переходить, не претерпевая изменений, от одной комбинации соединения в другое. Подобным определением пользовался А. Л. Лавуазье, который его же и создал.

По мнению Лавуазье предполагалось, что каждая кислота образована двумя простыми и неразложимыми веществами – кислородом и кислотным радикалом. Согласно такому взгляду, предполагалось, что серные кислоты создаются кислородом и серой. Однако в те времена еще не было известно о различии между кислотным ангидридом и собственно кислотой.

Создание теории

Радикалы в химии – это вещества, что не претерпевают изменений при переходах. Теория, что была создана для их описания, в 1840-50 годах стала постепенно заменяться на теорию типов. Смена была связанна с наличием немалого количества факторов, которые противоречиво описывались ТР.

Организм и радикалы

Свободные радикалы в организме – это частички, обладающие одним или несколькими неспаренными электронами, расположенными на внешней оболочке электронов. В другом определении свободный радикал описывают как молекулу или атом, способный поддерживать независимое существование. Он обладает некоторой стабильностью и 1 – 2 электрона (e - ) в неспаренном состоянии. Частички e - занимают орбиталь молекулы или атома в единственном виде. Радикалам свойственно наличие парамагнитных свойств, что объясняется взаимодействием электрона с магнитными полями. Существуют случаи, в которых наличие e - в неспаренном виде влечет за собой значительное усиление реакционной способности.

Примерами свободных радикалов являются молекулы кислорода (O₂), оксид азота с разными валентностями (NO и NO₂) и диоксид хлора (ClO₂).

Органика

Органические радикалы – это ионные частицы, которым свойственно одновременно наличие неспаренного электрона и заряда. Чаще всего, в реакциях органической химии, ион-радикалы создаются вследствие протеканий одноэлектронных переносов.

Если окисление протекает в одноэлектронной форме и применимо к нейтральной молекуле с избытком электронной плотности, то оно приведет к созданию катион-радикала. Противоположное протекание процесса, в ходе которого нейтральная молекула восстанавливается, приводит к образованию анион-радикала.

Ряд ароматических углеводородов из многоядерной группы может самостоятельно образовать оба вида ион-радикалов (органических) без особых усилий.

Свободные радикалы в химии – это крайне разнообразные вещества, как по своему строению, так и свойствам. Они могут пребывать в разных агрегатных состояниях, например, жидком или газовом. Также может различаться их длительность жизни или количество электронов, что остались неспаренными. Условно каждый радикал можно отнести к одной из двух групп: -p- или s-электронные. Они отличаются местом локализации неспаренного е - . В первом случае отрицательная частица занимает положение на 2р- орбитали в преобладающем количестве случаев. Соответствующий ряд атомных ядер при этом находится в узловой орбитальной плоскости. В варианте с s-группой, локализация электрона происходит таким образом, что нарушение электронной конфигурации практически не происходит.

Понятие углеводородного радикала

Углеводородный радикал – это атомная группа, образовавшая связь с молекулярной функциональной группой. Также их называют углеводородными остатками. Чаще всего, в ходе хим. реакции радикалы претерпевают переходы из одних соединений в другие и не изменяются. Однако такие объекты химического изучения могут нести в себе ряд функциональных групп. Понимание этого заставляет человека вести себя с радикалами крайне осторожно. К таким соединениям чаще относятся вещества, в состав которых входят углеводородные остатки. Сам радикал может быть функциональной группой.

Явление в алкилах

Алкильные радикалы – это соединения из ряда интермедиатов, что являются частичками алканов. Они обладают свободным e - в единственном числе. Примером может служить метил (CH₃) и этил (C₂H₅). Среди них выделяют несколько типов: первичную (например, метил – ▪CH₃), вторичную (изопропил - ▪CH(CH₃)₂), третичную (трет-бутил ▪C(CH₃)₃) и четвертичную (неопентил - ▪CH₂C(CH₃)₃) группу алкильных радикалов.

Явление в метилене

Метиленовый радикал – это простейшая форма карбена. Представлен в виде бесцветного газа, а формулой схож с углеводородами из ряда алкенов – CH₂. Предположение о существовании метилена было выдвинуто в тридцатых годах ХХ века, однако найти неопровержимые доказательства удалось только в 1959. Это было осуществлено благодаря спектральному исследовательскому методу.

Получение метилена стало возможным благодаря использованию диазометановых или кетановых веществ. Их подвергают разложению под воздействием УФ-излучения. В ходе подобного процесса образуется метилен, а также молекулы азота и углеродный монооксид.

Радикал в химии – это также и молекула метилена, обладающая одним углеродным атомом, в котором отсутствует двойная связь. Это отличает метилен от алкенов, и потому его относят к карбенам. Ему свойственна чрезвычайная химическая активность. Положение электронов может обуславливать различные свойства химической природы и геометрию. Существует синглетная (e - - спаренный) и триплетная (электрон, пребывающий в свободном состоянии – неспаренный) формы. Триплетная форма позволяет описывать метилен как бирадикал.

Гидрофобность

Гидрофобный радикал – это соединение, обладающее другой полярной группой. Такие молекулы и атомы могут вступать в связь с аминоалкилсульфо-группами при помощи различных промежуточных связей.

В соответствие со строением выделяют прямоцепочечные и разветвленные, парафиновые (олефиновые) и перфторированные радикалы. Наличие гидрофобного радикала позволяет некоторым веществам легко проникать сквозь бислойные липидные мембраны, а также встраиваться в их структуры. Подобные вещества входят в состав неполярных аминокислот, которые выделяются благодаря определенному показателю полярности боковой цепи.

В современном способе рациональной классификации аминокислот выделяют радикалы в соответствие с их полярностью, т. е. способностью взаимодействовать с водой при наличии физиологического значения pH (около 7.0 pH). В соответствии с типом содержащегося радикала выделяют несколько классов аминокислот: неполярную, полярную, ароматическую, отрицательно и положительно заряженную группу.

Радикалы с гидрофобными свойствами вызывают общее снижение растворимости пептидов. Аналоги с гидрофильными качественными характеристиками обуславливают формирование гидратной оболочки вокруг самой аминокислоты, а пептиды при взаимодействии с ними лучше растворяются.

Читайте также: