Radikal Bebas

Radikal bebas (sering secara sederhana disebut radikal) didefinisikan sebagai

spesies yang mengandung satu atau lebih elektron tak berpasangan. Elektron tersebut

disertai dengan moment magnetik Radikal bebas dapat dideteksi melalui pengukuran

kepekaan magnetik, tetapi teknik ini memerlukan radikal dengan konsentrasi tinggi.

Teknik yang jauh lebih penting adalah resonansi spin elektron (electron spin resonance,

esr), disebut pula resonansi paramagnetik elektron (electron paramagnetic resonance,

epr). radikal bebas sering dituliskan sebagai titik yang ditempatkan pada simbol atom atau molekul. Contoh penulisan radikal bebas berikut sebagai hasil dari pemecahan homolitik:

Cl₂ → Cl• + Cl•

Pemutusan homolitik pada pemecahan ikatan digunakan untuk membedakan dengan pemutusan heterolitik yang menggunakan anak panah bermata ganda pada umumnya.

Radikal bebas juga memainkan peran terhadap adisi radikal dan substitusi radikal sebagai intermediet yang sangat reaktif. Reaksi rantai melibatkan radikal bebas yang biasanya dibagi menjadi tiga tahap, meliputi inisiasi, propagasi dan terminasi.

 nisiasi

Inisiasi adalah tahap pembentukan awal radikal-radikal bebas. Hal ini menyebabkan jumlah radikal bebas meningkat pesat. Dalam klorinasi metana, tahap inisiasi adalah pemutusan secara homolitik ikatan Cl-Cl.

Cl₂ → Cl• + Cl•

Propagasi

Propagasi adalah reaksi yang melibatkan radikal bebas yang mana jumlah radikal bebas akan tetap sama. Setelah terbentuk, radikal bebas klor akan menjalani sederetan reaksi. Tahap propagasi yang pertama adalah radikal bebas klor yang merebut sebuah atom hidrogen dari dalam molekul metana, menghasilkan radikal bebas metil dan HCl.

Cl• + H:CH₃ + 1 kkal/mol → H:Cl + •CH₃

Radikal bebas metil juga sangat reaktif. Dalam tahap propagasi kedua, radikal bebas metil merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl₂.
Terminasi
 Terminasi adalah reaksi yang berujung pada turunnya jumlah radikal bebas. Umumnya, penurunan ini diakibatkan oleh adanya penggabungan radikal bebas yang masih tersisa.

Cl• + •CH₃ → CH₃Cl

 

Pembentukan dan reaksi radikal bebas

Radikal bebas dapat terbentuk dari molekul melalui pemutusan ikatan sehingga

masing-masing bagian membawa satu elektron. Energi yang diperlukan untuk

memutuskan ikatan disuplai melalui dua cara:

1. Pemecahan termal. Pemanasan suatu molekul organik sampai suhu yang cukup

tinggi di dalam fasa gas menyebabkan pembentukan radikal bebas. Jika molekul

tersebut mengandung ikatan dengan D bernilai 20 sampai 40 kkal/mol maka pemutusan

dapat berlangsung dalam fase cair. 
 

2. Pemecahan fotokimia. Energi sinar 600 sampai 300 nm adalah 48 sampai 96

kkal/mol. Energi ini sama dengan energi ikatan kovalen
 

Radkal bebas terbentuk dari radikal bebas yang lain, salah satu melalui reaksi

antara radikal dengan molekul atau melalui pemecahan radikal menghasilkan radikal

lain. 

 Radikal bebas dapat juga dibentuk melalui reaksi oksidasi atau reduksi.

Reaksi dua radikal bebas memberikan produk yang stabil (reaksi terminasi) atau

mengarah ke radikal lain (propagasi). Reaksi terminasi yang paling umum adalah kombinasi sederhana radikal yang sama atau dengan radikal yang berbeda

Bagaimanakah mekanisme radikal bebas dalam pemutusan ikatan?