Vapaaradikaaleja

Vapaaradikaaleja (vapaaradikaali = vapaa radikaali) ovat atomeja tai molekyylejä, joilla on epäparittamaton elektroni. Tämä tekee niistä erittäin reaktiivisia, ja ne hakeutuvat välittömästi toisiin kemiallisiin reaktioihin. Useimmat vapaaradikaalit ovat lyhytikäisiä, mutta niiden vakaus voi vaihdella rakenteen ja resonanssin vuoksi.

Ne muodostuvat tyypillisesti homolyyttisessa sidemurtumisessa, esimerkiksi valon (fotolyysi), lämmön tai ionisoivan säteilyn vaikutuksesta, sekä tietyissä redoksireaktioissa. Tunnettuja esimerkkejä ovat hydroksyyliradikaali OH•, metyyliradikaali CH3•, vetyradikaali H• sekä superoksidradikaali O2•− ja peroksiradikaalit ROO•.

Vapaaradikaalit ovat keskeisiä sekä ympäristökemiassa että biologiassa. Ilmakehässä OH• toimii tärkeänä oksidanttina, joka käynnistää monien aineiden pilkkoutumisen. Palamisessa radikaalit aloittavat ja ylläpitävät ketjureaktioita. Biologiassa reaktiiviset hapetuslähteet, kuten OH• ja O2•−, voivat aiheuttaa oksidatiivista stressiä soluille, mikä voi vaurioittaa lipidejä, proteiineja ja DNA:ta. Solut torjuvat radikaaleja antioksidanteilla ja entsyymeillä.

Radikaaleja voidaan tutkia ja havaita esimerkiksi EPR-spektroskopialla sekä spin trapping -tekniikoilla. Niillä on lisäksi merkittäviä käyttökohteita raaka- ja polymerointikemiassa sekä materiaalitutkimuksessa; vapaaradikaalinen polymerointi on tärkeä menetelmä polymeerien valmistuksessa ja muokkauksessa.