Die Substitution von Alkanen durch freie Radikale verbessern?

Antworten:

Siehe unten:

Erläuterung:

Alkane können durch Substitution durch freie Radikale in Halogenalkane umgewandelt werden, da freie Radikale hochreaktiv sind.

Dies ist am besten in 3 Schritte unterteilt: Initiierung, Weitergabe und Beendigung

Nutzen wir die Reaktion zwischen Chlor und Methan (# CH_4 #), die in der Atmosphäre auftreten können.

Einweihung

1. # Cl_2 -> 2Cl ^. # Ein Chlormolekül wird durch UV-Licht abgebaut und durchläuft homolytische Spaltung (Elektronen in der spaltenden kovalenten Bindung gehen an jedes der beiden Atome, die sich in umwandeln freie Radikale - eine Spezies mit einem ungepaarten Elektron = reaktiv.)

2. Vermehrung

   Diese freien Radikale werden weiterleben und mit anderen Molekülen in ihrer Umgebung reagieren: wie Methan.

#Cl ^. + CH_4 -> HCl + CH_3 ^. #

Das freie Radikal spendet sein einzelnes Elektron, um eine neue kovalente Bindung mit Wasserstoff zu bilden, wodurch sich die C-H-Bindung in Methan spaltet und ein neues Radikal (ein Methylradikal) entsteht, das weiter reagiert.

# CH3 ^. + Cl_2 -> CH3Cl + Cl ^. #

Dieser Schritt kann das Halogenalkan Chlormethan bilden.

3 Beendigung

Wenn zwei Radikale zusammen reagieren, entsteht ein neues Molekül, das nicht weiter reagiert. Dies kann auch das gewünschte Produkt bilden.

# CH3 ^. + Cl ^. -> CH3Cl #

Dies erzeugte auch Chlormethan.

Oder bilden Sie in diesem Fall ein neues Alkan:

# CH3 ^. + CH3 ^. -> C_2H_6 #

Welches Ethan produziert.