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ラジカル反応とは?

らじかるはんのう

不対電子をもつラジカル(遊離基)が関与する化学反応で、連鎖的に進行するのが特徴です。

ラジカル反応とは、不対電子ペアを組んでいない電子)を1個以上もつ原子または分子の断片「ラジカル(遊離基)」が反応の主役となる化学反応の総称です。

通常の共有結合は電子を2個ずつ共有して形成されますが、ラジカルは電子が1個だけ存在するため非常に不安定で、周囲の分子から電子を奪ったり、別のラジカルと結合しようとしたりする高い反応性を示します。

ラジカル反応は一般に次の3段階で進みます。

  • 開始段階:光・熱・過酸化物などのエネルギーによって共有結合が均等開裂し、ラジカルが生成する。
  • 成長段階(連鎖段階):生成したラジカルが別の分子と反応して新たなラジカルを次々と生み出す連鎖反応が続く。
  • 停止段階:二つのラジカルが結合して安定な分子になり、反応が終息する。

代表例としては、メタンと塩素の光ハロゲン化反応、プラスチック原料であるエチレンのラジカル重合、大気中のオゾン層破壊に関与する塩素ラジカルの連鎖反応などがあります。工業的にはポリエチレンやポリスチレンの製造に利用され、一方で生体内では活性酸素種(ROSなど)として老化や疾患に関与することも知られています。ラジカル反応の制御は化学合成や材料科学において非常に重要なテーマです。

使い方・例文

塩化ビニルの重合において、開始剤が光や熱でラジカルを生成し、モノマーが連鎖的に結合することでポリ塩化ビニル(PVC)が合成される場面で登場します。

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