Классификация химических реакций по механизму разрыва химической связи

При протекании химических реакций ковалентные связи в органических соединениях разрываются по гомолитическому или гетеролитическому механизму.

При гомолитическом разрыве связи электронная пара распадается на два электрона и соответственно возникают два атома или группа атомов с неспаренными электронами – свободные радикалы:

СН₄ → ∙ СН₃ + ∙ Н

радикал-метил радикал водорода

Свободные радикалы – очень реакционноспособные частицы. Реакции, протекающие с их участием, называются радикальными. Самые химически активные, а, следовательно, и самые неустойчивые − неразветвленные радикалы. Разветвленные радикалы устойчивее неразветвленных. Вторичные радикалы устойчивее первичных, а третичные – устойчивее вторичных. Так, в ряду радикалов:

бутил СН₃− СН₂− СН₂− Ċ Н₂; изобутил;

 

втор-бутил; трет-бутил

 

устойчивость радикалов увеличивается, химическая активность уменьшается.

При гетеролитическом разрыве связи электронная пара переходит к одному из атомов, в результате чего возникают катионы и анионы:

CH₃Cl → CH₃⁺ + Cl^‾

метилхлорид метил-катион хлорид-анион

Образовавшиеся катионы и анионы принимают участие в последующих взаимодействиях. Положительно заряженные ионы (катионы) стремятся в ходе реакции получить электроны, поэтому их называют электрофильными, или электроноакцепторными реагентами. Они реагируют с молекулами, содержащими атомы с неподеленными электронными парами (Н₂Ö, NH₃), или

с анионами, например OH^‾ , Cl^‾ , Br^‾ , I^‾ :

CH₃⁺ + ОH^‾ → CH₃OH

Реакции, протекающие под действием положительных частиц, называются электрофильными.

Отрицательно заряженные ионы (анионы), например СН₃СОО^‾ , I^‾ , стремятся отдать электроны, поэтому они называются нуклеофильными, или электронодонорными реагентами. Они взаимодействуют с частицами, которые несут положительный заряд, например катионами металлов, ионами водорода:

СН₃СОО^‾ + Н⁺ → СН₃СООН

Реакции, протекающие под действием отрицательных частиц, называются нуклеофильными.