vrijeradicaal

Een vrijeradicaal is een molecuul of ion met een ongepaard elektron in de buitenste elektrenschil, wat leidt tot hoge reactiviteit. Door het ongepaarde elektron kunnen radicalen snel reageren met andere moleculen en vaak een nieuw bindingspatroon vormen. Radicalen zijn doorgaans kortlevend, maar kunnen in specifieke omstandigheden stabieler zijn.

Vrijeradicalen ontstaan op verschillende manieren, onder meer door homolytische splitsing van bindingen, fotochemische processen, redoxreacties en stralingsinductie. Veel voorkomende soorten zijn het koolstofradicaal CH3•, het hydroxylradicaal OH• en het zuurstofradicaal O2•−. In biologische systemen spelen ook reactieve zuurstofsoorten (ROS) een belangrijke rol; deze radicalen kunnen DNA-, lipide- en eiwitschade veroorzaken, maar ook signaalroutes in cellen beïnvloeden.

Toepassingen en effecten: radicalen initiëren en sturen meerdere kettingreacties in polymerisatie en verbranding, en ze beïnvloeden de atmosfeerchemie. In levende organismen zijn radicalen verantwoordelijk voor schade die samenhangt met veroudering en diverse ziekten; antioxidanten zoals vitamine C en E en enzymen zoals superoxide-dismutase helpen radicalen neutraliseren.

Detectie en beheersing: radicalen zijn vaak moeilijk direct te meten vanwege hun korte levensduur; ESR-spectroscopie en spin-trap technieken worden gebruikt om ze te identificeren. Beheersing gebeurt door reductie van radicalen, gebruik van antioxiderende verbindingen en door gecontroleerde omgevingsomstandigheden in laboratorium- en medische toepassingen.