自由基取代反应

自由基取代反应中的能量来源
马彬，淦国庆
（井冈山大学化学化工学院，12应化本（1）班）
摘要：简要回顾烷烃的自由基取代反应，从链引发，链传递到链终止，当中都有能量的变化，而当中能量的源头我们却不很清楚，尽管目前人们对烷烃的卤代反应很熟悉，但是反应的复杂程度是很难想象的，无论是具体实际问题还是研究方法都需要系统的深入研究
关键字：光子动能;热力学能;键能
1、引言
组成有机化合物分子的元素不多，主要是由碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素，但它们的分子的群系数目十分庞大，其结构复杂不言而喻。

迄今为止人们通过合成的有机化合物种类大约有2000万种左右。

而作为工业的“血液”，石油，它主要用在作为合成物质的原材料、燃烧释放内能上为世人关注。

石油的成分主要成分也是碳、氢、氧、氮、磷、硫。

但它的群系相对于有机物来说那可是局指可数。

而且石油中的有机物都是稳定存在，饱和烷烃和烃的衍生物。

不含不饱和的烯烃、炔烃和衍生物。

人们要得到这些物质，必须对稳定的有机物进行一系列的化学反应，然而烷烃的化学性质很稳定，碳碳σ键，碳氢σ键键能很大，不易打断。

烷烃一般条件下与大多数试剂如强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂不发生反应，甚至是和碱金属都不发生反应。

但由于中心碳是sp3杂化，碳碳键矩为0，碳氢偶极矩很小，电子云分布均匀，易受活性基团的攻击使碳氢键均裂，发生卤代反应，生成卤代物。

卤代物是连接所有有机化合物的桥梁。

不论你是想得到碳链的、氮链的、磷链的还是硫链的化合物，只要得到卤代烃经过一系列化学过程即可得到，如水解生成醇，醇碱加热消去得烯烃和炔烃及其他十分复杂的有机化合物。

学者对卤代烃作用的研究也很多的，如卤代甲烷—甲基转移酶基因的克隆和功能研究溴甲烷高选择转化为芳烃的催化研究……。

因此能够控制烷烃的取代反应是必须的。

2、取代反应中的能量来源
甲烷的氯代反应需要光照或加热，可以说明参加反应是需要能量的，而能量的来源只能从条件的方面考虑，无非就是光照中光子提供的动能和热力学动能。

1、当我们考虑光子的动能时，伟大的爱因斯坦告诉我们光子是有能量的，而能量与频
率有关，与速度无关（真空中光子的速度相同），对于一个光子，它的能量就是该
光子频率与普朗克常量的乘积，即(E=hv)。

对于一摩尔光子，它的能量就是光子的
频率、普朗克常量和阿伏伽德罗常数的乘积,即（E= hvN A）我们知道可见光的组成
复杂（如2-1所示），大致可以分为红光、橙光、黄光、绿光、青光、蓝光、紫光。

每种色光的频率是不同，同一种色光在某个范围波动。

因此，在处理数据时只需要
处理它的最大值，最大值不行即最小值肯定不可以，把频率带人光子的动能方程的
不同光子供给的能量（如2-2所示）。

颜色波长/ nm 频率/ MHz
5、结论
综上所述，烷烃的自由基取代反应的能源来源的研究是对有机化学反应得到多种副产物的控制，根据外界改变外界的条件可以得到我们预想的卤代产物，从而得到烃的衍生物，尽管已取得得重大进展，但无论是实际问题还是研究方法都需要系统的深入研究。