Fri radikal reaksjon

Definisjon og struktur av frie karbonradikaler
Når en binding deles, produserer den atomer eller grupper med enslige elektroner, som kalles frie radikaler. Et fritt radikal med et ensomt elektron på et hydrogenatom kalles et hydrogenradikal. Et fritt radikal med et enkelt elektron på et karbonatom kalles et karbonradikal. Et fritt hydrogenradikal og et fritt alkylradikal (fritt karbonradikal) dannes når CH-bindingen i en alkan er homolyse. Friradikal karbon sp2 hybrid, tre sp2 hybrid orbitaler har en plan trekantstruktur, hver sp2 hybrid orbitaler og andre atomorbitaler ved aksial overlapping for å danne en σ-binding, bindingsorbitalen har et par motsatte spinnelektroner. En p-orbital er vinkelrett på dette planet, og p-orbital er okkupert av et ensomt elektron.
2. Bindingsdissosiasjonsenergi og karbonradikalstabilitet
(1) bindingsdissosiasjonsenergi
Atomene i et molekyl gjør alltid små vibrasjoner rundt sine likevektsposisjoner, molekylære vibrasjoner ligner på bevegelsen til en kule forbundet med en fjær, ved romtemperatur, når molekylene er i grunntilstand, er amplituden liten, molekylene absorberer energi, og amplituden øker. Hvis nok energi absorberes, øker amplituden til en viss grad, bindingen brytes, og den absorberte varmen er entalpien (ΔH) til bindingsdissosiasjonsreaksjonen, og bindingsenergien, eller bindingsdissosiasjonsenergien, uttrykkes i Ed.
(2) Stabilitet av frie karbonradikaler
Stabiliteten til radikalet refererer til stabiliteten til dens moderforbindelse, som er mye mer ustabil enn moderforbindelsen, og mindre stabil enn moderforbindelsen. Fra de ovennevnte dissosiasjonsenergidataene for CH-binding kan man se at dissosiasjonsenergien til CH-bindingen i CH4 er størst, og den første forbindelsen i samme serie er ofte relativt spesiell; Hydrogendissosiasjonsenergien til CH3CH3 og CH3CH2CH3 på primært karbon er litt lavere enn for CH4, og begge danner primære frie radikaler. Hydrogenet på det sekundære karbonatomet i CH3CH2CH3 har lavere dissosiasjonsenergi og danner sekundære frie radikaler. Hydrogenet på det tertiære karbonatomet i (CH3)3CH brytes, som har den laveste dissosiasjonsenergien og danner det tertiære frie radikalet. Et av produktene av disse bindingsdissosiasjonsreaksjonene er at de alle er like, så forskjellen i bindingsdissosiasjonsenergi er en refleksjon av karbonradikalets forskjellige stabilitet. Jo lavere dissosiasjonsenergien er, jo mer stabil er karbonradikalet. Derfor er stabilitetsrekkefølgen til karbonradikaler
3°C·>2°C·>1°C·>H3C·
I alkaner kan CC-bindingen også dissosieres.