Radikaalireaktiot

Radikaalireaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa keskeisessä roolissa ovat radikaalit, eli atomien tai molekyylien epäparilliset elektronit. Radikaalit syntyvät usein homolyyttisen katkaisun seurauksena lämpötilan, valon tai käynnistysaineiden vaikutuksesta, ja ne ovat erittäin reaktiivisia, mikä mahdollistaa ketjureaktioiden syntymisen.

Ketjumainen mekanismi koostuu kolmesta päävaiheesta: aloitus, eteneminen ja lopetus. Aloitus tuottaa radikaaleja esimerkiksi valon tai lämmön avulla sekä käytettävien käynnistysten, kuten peroksidien, avulla. Etenemässä radikaali reagoi toisen molekyylin kanssa muodostaen uuden radikaalin, jolloin ketju jatkuu. Lopetuksessa kaksi radikaalia yhdistyy vakaaksi tuotteeksi, mikä päättää ketjun.

Yleisiä radikaalireaktioita ovat halogenointi (esimerkiksi metaanin halogenointi klorilla tai bromilla valossa tai lämpötiloilla), radikaalinen additio alkeenien yli sekä radikaalinen polymerointi, jolla valmistetaan polymeereita kuten polyeteeni ja polyvinyylikloridi. Atmossfäärissä radikaalit, kuten OH- ja NO3-radikaalit, osallistuvat moniin hajotus- ja ilmanlaatuun vaikuttaviin reaktioihin.

Kinetiikassa aloitusvaihe määrää usein radikaalien määrän; etenemisen vaiheissa radikaali jatkaa ketjua. Reaktioita voidaan hillitä radikaalien poistavilla aineilla, kuten hapella, sekä antioksidanteilla ja inhibiittoreilla (esim. BHT), tai säätämällä olosuhteita, kuten valon ja lämmön määrää sekä reagenssien pitoisuuksia. Radikaalireaktiot ovat sekä teollisesti hyödyllisiä että potentiaalisesti vaarallisia suurista reaktiovoimista johtuen.