radikalkationer

Radikalkationer är kemiska arter som bär en positiv laddning och samtidigt ett oparat elektron. De uppstår ofta genom elektronöverföring där ett neutralt ämne oxideras, eller genom fotonisk eller elektrokemisk ionisering. Den elektroniska tillståndet har vanligtvis spinmultipliciteten 2, vilket innebär ett oparat elektron och ett paramagnetiskt tillstånd.

Framställning och stabilisering sker vanligen vid kemisk oxidation med starka oxidationsmedel, elektrokemisk oxidation eller fotokemiska processer. I konjugerade eller aromatiska system kan laddningen och den oparade elektronens anda avdelas över hela molekylen, vilket ökar stabiliteten. Stabilitet fås också av bulky substituenter eller av solvatisering som dämpar reaktivitet. Trots möjlig delokalisation är radikalkationer generellt mycket reaktiva och ofta kortlivade utan särskild stabilisering.

Egenskaperna hos radikalkationer innefattar deras paramagnetism, vilket gör dem observerbara i EPR-spektroskopi. De visar ofta färgade övergångar i UV–Vis-spektroskopi och deras livstider varierar mycket beroende på miljön, från nanosekunder till mikrosekunder eller längre i stabiliserade system. Deras redoxpotential styr deras roll som oxidationsmedel i kemiska reaktioner.

Betydelse och användning sträcker sig över organisk fotokemi, laddningstransfer och polymerforskning. De fungerar som intermediärer i kedjereaktioner, kan bilda dimerer eller reagera med nukleofiler, och är centrala för förståelsen av elektronisk transport i konjugerade system och i vissa polymerer där radikalkationer bidrar till laddningbärande tillstånd.

Exempel på radikalkationer inkluderar benzeneradikalkationen C6H6+• samt större konjugerade system som porfyrin- och polyaromatiska radikalkationer. Analys av radikalkationer sker vanligtvis med EPR, UV–Vis-spektroskopi, masspektrometri och elektrokemi.