『壹』 自由基是什麼意思
自由基,化學上也稱為「游離基」,是指化合物的分子在光熱等外界條件下,共價鍵發生均裂而形成的具有不成對電子的原子或基團。(共價鍵不均勻裂解時,兩原子間的共用電子對完全轉移到其中的一個原子上,其結果是形成了帶正電和帶負電的離子,這種斷裂方式稱之為鍵的異裂。)在書寫時,一般在原子符號或者原子團符號旁邊加上一個「·」表示沒有成對的電子。如氫自由基(H·,即氫原子)、氯自由基(Cl·,即氯原子)、甲基自由基(CH3·)。自由基反應在燃燒、氣體化學、聚合反應、等離子體化學、生物化學和其他各種化學學科中扮演很重要的角色。歷史上第一個被發現和證實的自由基是由摩西·岡伯格在1900年於密歇根大學發現的三苯甲基自由基。[1] 中國有機化學家劉有成院士在自由基化學領域也做出了傑出貢獻。
『貳』 什麼叫自由基通俗理解
歷史上第一個被發現和證實的自由基是由摩西·岡伯格在1900年於密歇根大學發現的三苯甲基自由基,該自由基在隔絕空氣的條件下發生二聚,形成「六苯基乙烷」
簡單的有機自由基,如甲基自由基、乙基自由基,是在20年代通過氣相反應證實的。有機自由基作為活潑中間體,是在30年代由D.H.海伊、W.A.沃特斯和M.S.卡拉施等的研究發現的。
自由基的形成方式
在一個化學反應中,或在外界(光、熱、輻射等)影響下,分子中共價鍵斷裂,使共用電子對變為一方所獨占,則形成離子;若分裂的結果使共用電子對分屬於兩個原子(或基團),則形成自由基。
有機化合物(Organic compounds)發生化學反應時,總是伴隨著一部分共價鍵(covalent bond)的斷裂和新的共價鍵的生成。當共價鍵發生均裂(homolyticbondcleavage)時,兩個成鍵電子的分離,所形成的碎片有一個未成對電子,如H·,CH·,Cl·等。若是由一個以上的原子組成時,稱為自由基(radical)。因為存在未成對電子,自由基和自由原子非常的活潑,通常無法分離得到。不過在許多反應中,自由基和自由原子以中間體的形式存在,盡管濃度很低,存留時間很短。
外界環境中的陽光輻射、空氣污染、吸煙、農葯等都會使人體產生更多活性氧自由基,使核酸突變,這是人類衰老和患病的根源。體內活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信號傳導過程。但過多的活性氧自由基就會有破壞作用,導致人體正常細胞和組織的損壞,從而引起多種疾病。如心臟病、老年痴呆症、帕金森病和腫瘤。
自由基還可以通過一個原子或者分子的氧化還原過程來形成。
形成反應
形成
自由基又稱游離基,是具有非偶電子的基團或原子,它有兩個主要特性:
一是化學反應活性高;
二是具有磁矩。
在一個化學反應中,或在外界(光、熱等)影響下,分子中共價鍵分裂的結果,使共用電子對變為一方所獨占,則形成離子;若分裂的結果使共用電子對分屬於兩個原子(或基團),則形成自由基。包括以下產生方式:
①引發劑引發,通過引發劑分解產生自由基
②熱引發,通過直接對單體進行加熱,打開乙烯基單體的雙鍵生成自由基
③光引發,在光的激發下,使許多烯類單體形成自由基而聚合
④輻射引發,通過高能輻射線,使單體吸收輻射能而分解成自由基
⑤等離子體引發,等離子體可以引發單體形成自由基進行聚合,也可以使雜環開環聚合
⑥微波引發,微波可以直接引發有些烯類單體進行自由基聚合。
人體影響
眾多醫學研究及臨床試驗證明:人體細胞電子被搶奪是萬病之源,自由基ROS是一種缺乏電子的物質(不飽和電子物質),進入人體後到處爭奪電子,如果奪去細胞蛋白分子的電子,使蛋白質接上支鏈發生烷基化,形成畸變的分子而致癌。該畸變分子由於自己缺少電子,又要去奪取鄰近分子的電子,又使鄰近分子也發生畸變而致癌。這樣,惡性循環就會形成大量畸變的蛋白分子。基因突變,形成大量癌細胞,最後出現癌症。而當自由基或畸變分子搶奪了基因的電子時,人就會直接得癌症。人體得到負離子後,由於負離子帶負電有多餘的電子,可提供大量電子,而阻斷惡性循環,癌細胞就可防止或被抑制。[3]
反應
有機化合物(Organic compounds)發生化學反應時,總是伴隨著一部分共價鍵(covalent bond)的斷裂和新的共價鍵的生成。例如酪氨酸自由基(tyrosine radical),共價鍵的斷裂可以有兩種方式:均裂(homolytic bond cleavage)和異裂(heterolyticcleavage)。鍵的斷裂方式是兩個成鍵電子在兩個參與原子或碎片間平均分配的過程稱為鍵的均裂(homolyticbondcleavage)。兩個成鍵電子的分離可以表示為從鍵出發的兩個單箭頭。所形成的碎片有一個未成對電子,如H·,CH3·,Cl·等。若是由一個以上的原子組成時,稱為自由基(radical)。因為它有未成對電子,自由基和自由原子非常的活潑,通常無法分離得到。不過在許多反應中,自由基和自由原子以中間體的形式存在,盡管濃度很低,存留時間很短。這樣的反應稱為自由基反應(radical reactions)。