Os radicais livres são extremamente reactivos intermediários químicos que têm importantes aplicações em química orgânica. Eles são formados por exposição de uma molécula de alta energia na forma de calor ou de radiação e são caracterizados pela presença de um electrão desemparelhado, único.
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Os radicais livres também apresentam sérios problemas ambientais, particularmente na atmosfera da Terra.
Como Radicais livres são formados
moléculas orgânicos e inorgânicos estáveis possuem ligações covalentes formadas pela partilha de dois electrões: uma a partir de cada átomo. Calor ou radiação, tipicamente na faixa ultravioleta, irá causar uma tal ligação para clivar com um electrão sendo mantido por cada metade da molécula quebrado.
Este tipo de quebra da ligação é chamado de clivagem homolytic, fissão homolytic ou ruptura homolítica.
Estes radicais livres são extremamente curta e são melhor descritos como produtos químicos intermediários, uma vez que é quase impossível para os isolar.
Tais reacções ocorrem normalmente em sistemas gasosos ou em solventes não polares nos quais os iões não são prontamente formadas. Exemplos de solventes não polares incluem tetracloreto de carbono e hexano.
Por que são os radicais livres Útil?
Os radicais livres formam uma parte crucial na criação da vasta gama de produtos químicos orgânicos que são utilizados em laboratórios e unidades industriais em todo o mundo. A vasta maioria dos compostos orgânicos que são utilizados são provenientes de ocorrência natural do óleo. O petróleo bruto é constituída por uma variedade de hidrocarbonetos saturados chamados alcanos. Estes alcanos são separados através de um processo chamado de calor destilação fraccionada. Os compostos mais leves, tais como o propano, o butano e o índice de octano, são utilizados para automóveis e aviões de combustível, enquanto que os compostos mais pesados são utilizados como betume e alcatrão.
Alcanos não são muito utilizados como química "blocos de construção" porque eles só reagem com o oxigênio para formar calor, água e dióxido de carbono. processos de radicais livres podem ser utilizados para gerar produtos químicos muito mais útil.
Reacções em cadeia radicais livres
reações em cadeia de radicais livres converter alcanos em haloalcanos quimicamente mais úteis. Estas reacções ocorrem tipicamente por aquecimento de uma mistura de um alcano com um halogéneo, tal como cloro, para formar um gás. A reacção em cadeia iniciada por sujeição do gás à luz ultravioleta, o que rompe algumas das moléculas de cloro diatómicas em radicais de cloro. Estes radicais irá então reagir com o alcano para formar um cloroalcano. Esta segunda fase, chamada de propagação, irá gerar mais radicais, mas em última análise, o processo será encerrado uma vez que todos os radicais livres se uniram para formar compostos estáveis. Haloalcanos são mais reactivos do que os alcanos e pode ser usado para criar outros compostos orgânicos.
Radicais livres na camada de ozônio
Infelizmente, reacções de radicais livres têm tido um efeito sério na camada de ozônio da Terra. Esta camada bloqueia a maior parte da radiação ultravioleta do sol, mas a abundância deste tipo de radiação nesta camada tenha causado prejuízos consideráveis, graças à presença de clorofluorcarbonetos, ou CFCs.
CFCs já foram amplamente utilizados como propulsores de aerossóis e refrigerantes. Ao nível do mar são muito estáveis e não inflamável, de modo que parecia ser ideal para essas funções. Em meados da década de 1980 os cientistas atmosféricos detectou uma redução da camada de ozônio sobre o polo sul. Um buraco semelhante foi logo descobriu sobre o pólo norte. Outras investigações encontrada esta redução foi por causa da presença de CFC, o qual, na presença de luz ultravioleta, romper-se para formar radicais livres. Estes radicais então destruir o ozono nas proximidades. Esta descoberta levou à eliminação gradual dos CFCs e, felizmente, a camada de ozônio parece estar se recuperando lentamente.