вільні радикали

Добре відомо, що в органічних молекулах (включаючи ті, з яких складається наш організм) електрони на зовнішній електронній оболонці розташовуються парами: одна пара на кожній орбіталі (рис. 1). Вільні радикали відрізняються від звичайних молекул тим, що у них на зовнішній електронній оболонці є неспарених (одиночний) електрон (рис. 2 і3).

Неспарених електронів в радикалах прийнято позначати крапкою. Наприклад, радикал гідроксилу позначають як HO ·, радикал перекису водню як HOO ·, радикал супероксиду як · OO - або O2 · -. Нижче дані формули трьох радикалів етилового спирту:

Вільним радикалом називається частка - атом або молекула, що має на зовнішній оболонці один або кілька неспарених електронів.

Це робить радикали хімічно активними, оскільки радикал прагне або повернути собі цей електрон, відібравши його від оточуючих молекул, або позбутися від «зайвого» електрона, віддаючи його іншим молекулам.

В особливому становищі опинилася молекула кисню (діоксігена), яка містить на зовнішній оболонці цілих два неспарених електрона. Таким чином, діоксіген - це бірадікал і, подібно іншим радикалам, володіє високою реакційною здатністю.

Важливо підкреслити, що неспарені електрони повинні знаходитися на зовнішній оболонці атома або молекули. У поняття вільного радикала не включаються іони металів змінної валентності, неспарені електрони в яких знаходяться на внутрішніх оболонках. Оскільки і радикали і іони таких металів як залізо, мідь або марганець (так само як комплекси цих металів) дають сигнали електронного парамагнітного резонансу (ЕПР), ці частинки в совокаупності часто називають парамагнітним центрами.

Освіта радикалів з стійких молекул обумовлено, таким чином, появою на вільної, валентної орбіталі нового електрона або навпаки - видаленням одного електрона з електронної пари. Ці процеси зазвичай відбуваються в результаті реакцій одноелектронного окислення або відновлення. У таких реакціях зазвичай бере участь, поряд з молекулою, з якої радіукал утворюється, іон металу змінної валентності, який ка раз і служить донором або акцептором одного електрона (а не двох відразу, як це буває в Реаком між двома органічними молекулами або між органічної молекулою і киснем). Типовий приклад реакції, в якій утворюється радикал - це реакція Фентон: взаємодія пероксиду водню з іоном двовалентного заліза:

Fe 2+ + H 2 O 2  Fe 3+ + OH - + · OH (радикал гідроксилу)

При високих температурах або під дією ультрафіолетового випромінювання радикали можуть утворюватися також в результаті розриву хімічного зв'язку (гомолитически розщеплення). У звичайних умовах такі реакції в нормальних живих клітинах практично не мають місця.

номенклатура радикалів

Найменування із закінченням "мул" вельми зручно, але нічого не горить про те, який заряд частинки. Тому в необхідних випадках рекомендується використовувати систематичне назва радикала, де після назви групи дається в дужках заряд. Наприклад радикал O2 · - має найменування "діоксид (l-)". У цій роботі ми будемо використовувати більш коротку назву "діоксид".