Radical (chemistry)
रसायन विज्ञान में, एक रेडिकल, जिसे मुक्त रेडिकल के रूप में भी जाना जाता है, एक परमाणु, अणु या आयन है जिसमें कम से कम एक युग्मित संयोजकता इलेक्ट्रॉन होता है। कुछ अपवादों के साथ, ये गैर-युग्मित इलेक्ट्रॉन कणों को अत्यधिक रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील बनाते हैं। कई रेडिकल्स अनायास ही डिमेराइज़ हो जाते हैं। अधिकांश कार्बनिक कणों का जीवनकाल छोटा होता है। रेडिकल का एक उल्लेखनीय उदाहरण हाइड्रॉक्सिल रेडिकल (HO·) है, एक अणु जिसमें ऑक्सीजन परमाणु पर एक गैर-युग्मित इलेक्ट्रॉन होता है। दो अन्य उदाहरण ट्रिपल ऑक्सीजन और ट्रिपल कार्बाइन हैं जिनमें दो गैर-युग्मित इलेक्ट्रॉन होते हैं। रेडिकल कई तरीकों से उत्पन्न हो सकते हैं, लेकिन विशिष्ट तरीकों में रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं, आयनीकरण विकिरण, गर्मी, विद्युत निर्वहन और इलेक्ट्रोलिसिस शामिल हैं जो रेडिकल का उत्पादन करने के लिए जाने जाते हैं। रेडिकल्स कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं में मध्यवर्ती होते हैं, जो संतुलित समीकरणों से अधिक स्पष्ट होते हैं। रेडिकल्स दहन, वायुमंडलीय रसायन विज्ञान, बहुलककरण, प्लाज्मा रसायन विज्ञान, जैव रसायन विज्ञान और कई अन्य रासायनिक प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण हैं। अधिकांश प्राकृतिक उत्पाद रेडिकल-जनरेटिंग एंजाइमों द्वारा उत्पन्न होते हैं। जीवित जीवों में, रेडिकल सुपरऑक्साइड और नाइट्रिक ऑक्साइड और उनके प्रतिक्रिया उत्पाद कई प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं, जैसे संवहनी स्वर का नियंत्रण और इस प्रकार रक्तचाप। वे विभिन्न जैविक यौगिकों के मध्यवर्ती चयापचय में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस तरह के रेडिकल रेडॉक्स सिग्नलिंग नामक प्रक्रिया में संदेशवाहक भी हो सकते हैं। एक रेडिकल एक विलायक पिंजरे के भीतर फंस सकता है या अन्यथा बंधा हो सकता है। संरचना मूलक या तो (1) स्पिन-युग्मित अणुओं से या (2) अन्य मूलकों से बनते हैं। रेडिकल स्पिन-युग्मित अणुओं से कमजोर बंधनों या इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के होमोलिसिस के माध्यम से बनते हैं, जिसे रिडक्शन के रूप में भी जाना जाता है। रेडिकल अन्य रेडिकल से प्रतिस्थापन, जोड़ और उन्मूलन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से बनते हैं। स्पिन-युग्मित अणुओं से रेडिकल गठन होमोलिसिस एक सहसंयोजक बंधन को तोड़कर स्पिन-युग्मित अणु से दो नए रेडिकल बनाता है, जिससे प्रत्येक टुकड़े को बंधन में एक इलेक्ट्रॉन के साथ छोड़ दिया जाता है। चूँकि रासायनिक बंधन को तोड़ने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है, होमोलिसिस गर्मी या प्रकाश के संयोजन के तहत होता है। होमोलिसिस से जुड़ी बंधन पृथक्करण ऊर्जा किसी दिए गए यौगिक की स्थिरता पर निर्भर करती है, और कुछ कमजोर बंधन अपेक्षाकृत कम तापमान पर होमोलाइज करने में सक्षम होते हैं। कुछ होमोलिसिस प्रतिक्रियाएं विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे अन्य कट्टरपंथी प्रतिक्रियाओं के लिए एक आरंभकर्ता के रूप में काम करती हैं। ऐसा ही एक उदाहरण है हैलोजनों का होमोलिसिस, जो प्रकाश के नीचे होता है और रेडिकल हैलोजिनेशन प्रतिक्रियाओं के लिए प्रेरक बल के रूप में कार्य करता है। एक अन्य उल्लेखनीय प्रतिक्रिया डाइबेनज़ॉयल पेरोक्साइड का समविश्लेषण है, जिसके परिणामस्वरूप दो बेंज़ॉयलॉक्सी कण बनते हैं और कई कट्टरपंथी प्रतिक्रियाओं के लिए एक आरंभकर्ता के रूप में कार्य करता है। रिडक्शन रेडिकल्स तब भी बन सकते हैं जब एक एकल इलेक्ट्रॉन को स्पिन-युग्मित अणु में जोड़ा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण होता है। यह प्रतिक्रिया, जिसे कमी भी कहा जाता है, आमतौर पर एक क्षारीय धातु के साथ होती है जो एक दूसरे स्पिन-युग्मित अणु को एक इलेक्ट्रॉन दान करती है। अन्य रेडिकल से रेडिकल गठन अमूर्तता हाइड्रोजन अमूर्तता का वर्णन करता है जब हाइड्रोजन दाता अणु से हाइड्रोजन परमाणु को हटा दिया जाता है (जैसे। टिन या सिलिकॉन हाइड्राइड) अपने एक इलेक्ट्रॉन के साथ। एब्स्ट्रैक्शन एक नए रेडिकल और एक नए स्पिन-युग्मित अणु का उत्पादन करता है। यह होमोलिसिस से अलग है, जिसके परिणामस्वरूप एक एकल स्पिन-युग्मित अणु से दो रेडिकल होते हैं और इसके अभिकारक के रूप में एक रेडिकल शामिल नहीं होता है। रेडिकल केमिस्ट्री में हाइड्रोजन एब्स्ट्रैक्शन एक मौलिक प्रक्रिया है क्योंकि यह कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं में अंतिम प्रसार चरण के रूप में कार्य करता है, कार्बन रेडिकल को स्थिर अणुओं में परिवर्तित करता है। दाहिनी ओर का चित्र एक बेंजॉयलोक्सी रेडिकल और एक हाइड्रोजन ब्रोमाइड अणु के बीच एक कट्टरपंथी अमूर्तता को दर्शाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बेंजोइक एसिड अणु और एक ब्रोमिन रेडिकल का उत्पादन होता है। जोड़ रेडिकल जोड़ वर्णन करता है जब एक नया रेडिकल बनाने के लिए एक स्पिन-युग्मित अणु में एक रेडिकल जोड़ा जाता है। दाहिनी ओर की आकृति एक एल्कीन में ब्रोमिन रेडिकल के जुड़ाव को दर्शाती है। रेडिकल एडिशन एंटी-मार्कोव्निकोव नियम का पालन करता है, जहां प्रतिस्थापन को कम प्रतिस्थापित कार्बन परमाणु में जोड़ा जाता है। उन्मूलन कट्टरपंथी उन्मूलन को कट्टरपंथी जोड़ के विपरीत के रूप में देखा जा सकता है। रेडिकल उन्मूलन में, एक अस्थिर रेडिकल यौगिक एक स्पिन-युग्मित अणु और एक नए रेडिकल यौगिक में टूट जाता है। नीचे एक कट्टरपंथी उन्मूलन प्रतिक्रिया का एक उदाहरण दिखाया गया है, जहां एक बेंजॉयलोक्सी रेडिकल एक फिनाइल रेडिकल और एक कार्बन डाइऑक्साइड अणु में टूट जाता है। कार्बनिक कणों की स्थिरता स्थिरता हालांकि कार्बनिक कण आम तौर पर आंतरिक रूप से (अलगाव में) स्थिर होते हैं, व्यावहारिक रूप से उनका अस्तित्व केवल क्षणिक होता है क्योंकि वे मंद हो जाते हैं। कुछ काफी लंबे समय तक जीवित रहते हैं। आम तौर पर कार्बनिक कणों को इनमें से किसी भी या सभी कारकों द्वारा स्थिर किया जाता हैः इलेक्ट्रोनगेटिविटी की उपस्थिति, डीलोकलाइजेशन और स्टेरिक बाधा। यौगिक 2,2,6,6-टेट्रामीथाइलपाइपरिडिनिलॉक्सिल तीनों कारकों के संयोजन को दर्शाता है। यह एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ठोस है, जो चुंबकीय होने के अलावा, एक सामान्य कार्बनिक यौगिक की तरह व्यवहार करता है। इलेक्ट्रोनगेटिविटी कार्बनिक कण स्वाभाविक रूप से इलेक्ट्रॉन की कमी वाले होते हैं, इस प्रकार परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी जितनी अधिक होगी, जिस पर गैर-युग्मित इलेक्ट्रॉन रहता है, रेडिकल उतना ही कम स्थिर होगा। उदाहरण के लिए, कार्बन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के बीच, कार्बन सबसे स्थिर है और ऑक्सीजन सबसे कम स्थिर है। इलेक्ट्रोनगेटिविटी विभिन्न संकरणों के कार्बन परमाणुओं की स्थिरता में भी कारक है। ग्रेटर एस-कैरेक्टर कार्बन परमाणु की उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी (नाभिक के लिए एस ऑर्बिटल्स की निकटता के कारण) से संबंधित है, और इलेक्ट्रोनगेटिविटी जितनी अधिक होगी, एक रेडिकल उतनी ही कम स्थिर होगी। एस. पी.-हाइब्रिडाइज्ड कार्बन (50 प्रतिशत एस-कैरेक्टर) एस. पी. 3-हाइब्रिडाइज्ड कार्बन (25 प्रतिशत एस-कैरेक्टर) की तुलना में सबसे कम स्थिर रेडिकल बनाते हैं जो सबसे स्थिर रेडिकल बनाते हैं। विकेंद्रीकरण एक मूल कण की संरचना में इलेक्ट्रॉनों का विकेंद्रीकरण, जिसे एक या अधिक अनुनाद संरचना बनाने की क्षमता के रूप में भी जाना जाता है, इलेक्ट्रॉन की कमी को कई परमाणुओं पर फैलाने की अनुमति देता है, जिससे अस्थिरता कम हो जाती है। विलयन आमतौर पर इलेक्ट्रॉन-दान करने वाले समूहों की उपस्थिति में होता है, जैसे कि हाइड्रॉक्सिल समूह (−OH), ईथर (−OR), निकटवर्ती एल्कीन, और एमाइन (−NH2 या −NR), या इलेक्ट्रॉन-आहरण समूह, जैसे कि C = O या C ष्णN। विकेंद्रीकरण प्रभावों को एक लेंस के रूप में आणविक कक्षीय सिद्धांत का उपयोग करके भी समझा जा सकता है, विशेष रूप से, एक दान करने वाले समूह के इलेक्ट्रॉनों की जोड़ी या एक आणविक कक्षीय आरेख के रूप में एक इलेक्ट्रॉन-खींचने वाले समूह के खाली π * कक्षीय के साथ गैर-युग्मित इलेक्ट्रॉन की इंट्रामोलिकुलर बातचीत की जांच करके। रेडिकल का एच. ओ. एम. ओ. एकल रूप से व्याप्त होता है इसलिए ऑर्बिटल को उपयुक्त रूप से एस. ओ. एम. ओ. या एकल रूप से अधिकृत आणविक ऑर्बिटल के रूप में जाना जाता है। एक इलेक्ट्रॉन-दान समूह के लिए, एस. ओ. एम. ओ. कम ऊर्जा वाले एकल जोड़े के साथ बातचीत करके एक नया निम्न-ऊर्जा से भरा बंधन-कक्षीय और एक एकल-भरा नया एस. ओ. एम. ओ. बनाता है, जो मूल की तुलना में ऊर्जा में अधिक होता है। जबकि गैर-युग्मित इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा में वृद्धि हुई है, नए बंधन कक्षीय बनाने वाले एकल जोड़े की ऊर्जा में कमी नए एस. ओ. एम. ओ. की ऊर्जा में वृद्धि से अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप अणु की ऊर्जा में शुद्ध कमी आती है। इसलिए, इलेक्ट्रॉन-दान समूह कणों को स्थिर करने में मदद करते हैं। एक समूह के साथ जो इसके बजाय इलेक्ट्रॉन-आहरण है, एस. ओ. एम. ओ फिर खाली π * कक्षीय के साथ अंतःक्रिया करता है। उच्च ऊर्जा कक्षीय में कोई इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं, जबकि एक नया एस. ओ. एम. ओ. ऊर्जा में कम होता है। इसके परिणामस्वरूप कट्टरपंथी प्रजातियों की कम ऊर्जा और उच्च स्थिरता होती है। दान करने वाले समूह और वापस लेने वाले समूह दोनों ही कट्टरपंथियों को स्थिर करते हैं। विलयन का एक अन्य प्रसिद्ध लेकिन कमजोर रूप अतिसंयुग्मन है। रेडिकल रसायन विज्ञान में, रेडिकल्स को निकटवर्ती एल्किल समूहों के साथ अति संयोजन द्वारा स्थिर किया जाता है। आंशिक रूप से खाली रेडिकल ऑर्बिटल्स में सिग्मा (σ) C−H बॉन्ड का दान तृतीयक, माध्यमिक और प्राथमिक कार्बन पर रेडिकल की स्थिरता को अलग करने में मदद करता है। तृतीयक कार्बन कणों में तीन σC-H बंधन होते हैं जो दान करते हैं, द्वितीयक कण केवल दो और प्राथमिक कण केवल एक होते हैं। इसलिए, तृतीयक कण सबसे स्थिर होते हैं और प्राथमिक कण सबसे कम स्थिर होते हैं। स्टेरिक बाधा सबसे सरलता से, स्टेरिक बाधा जितनी अधिक होगी प्रतिक्रियाओं का होना उतना ही कठिन होगा, और मूल रूप को स्वाभाविक रूप से पसंद किया जाता है। उदाहरण के लिए, एन-हाइड्रॉक्सीपाइपरिडीन के हाइड्रोजन-अवशोषित रूप की तुलना अणु टीईएमपीओ से करें। टी. ई. एम. पी. ओ., या (2,2,6,6-टेट्रामीथाइलपाइपरिडिन-1-वाई. एल.) ऑक्साइल, अतिरिक्त मिथाइल समूहों द्वारा प्रतिक्रिया करने के लिए बहुत अधिक अवरोधक रूप से बाधित होता है जिससे यह अपने कट्टरपंथी रूप में व्यावसायिक रूप से बेचे जाने के लिए पर्याप्त स्थिर हो जाता है। हालांकि, एन-हाइड्रॉक्सीपाइपरिडीन में प्रतिक्रिया करने वाले अणु के रास्ते को बाधित करने के लिए चार मिथाइल समूह नहीं होते हैं, इसलिए संरचना अस्थिर होती है। सुगम एच-परमाणु दाता कई (या अधिकांश) कार्बनिक कणों की स्थिरता उनकी पृथकता से इंगित नहीं होती है, लेकिन एच के दाताओं के रूप में कार्य करने की उनकी क्षमता में प्रकट होती है। यह गुण हाइड्रोजन के साथ एक कमजोर बंधन को दर्शाता है, आमतौर पर ओ-एच लेकिन कभी-कभी एन-एच या सी-एच। यह व्यवहार महत्वपूर्ण है क्योंकि ये एच. दाता जीव विज्ञान और वाणिज्य में एंटीऑक्सीडेंट के रूप में काम करते हैं। उदाहरणात्मक है α-टोकोफेरोल (विटामिन ई)। टोकोफेरोल रेडिकल स्वयं अलगाव के लिए अपर्याप्त रूप से स्थिर है, लेकिन मूल अणु एक अत्यधिक प्रभावी हाइड्रोजन-परमाणु दाता है। सी-एच बंधन ट्राइफिनाइलमिथाइल (ट्राइटिल) व्युत्पन्नों में कमजोर हो जाता है। अकार्बनिक कण अकार्बनिक कणों की एक बड़ी विविधता स्थिर और वास्तव में पृथक करने योग्य होती है। उदाहरणों में अधिकांश पहली-पंक्ति संक्रमण धातु परिसर शामिल हैं। मुख्य समूह रेडिकल के संबंध में, ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला रेडिकल भी ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला रसायन है। अधिकांश मुख्य समूह रेडिकल अपनी आंतरिक स्थिरता के बावजूद अलग-थलग नहीं हैं। उदाहरण के लिए हाइड्रोजन कण उत्सुकता से मिलकर H2 बनाते हैं। नाइट्रिक ऑक्साइड (एन. ओ.) एक पृथक अकार्बनिक मूलक का प्रसिद्ध उदाहरण है। फ्रेमी का नमक (पोटेशियम नाइट्रोसोडिसल्फोनेट, (केएसओ3) 2एनओ) एक संबंधित उदाहरण है। π अनुनाद स्थिरीकरण की सीमित सीमा के बावजूद कई थियाज़िल कण ज्ञात हैं। होमोलिसिस द्वारा सहसंयोजक बंधनों के टूटने के उत्पादों के रूप में कई कणों की कल्पना की जा सकती है। होमोलिटिक बॉन्ड पृथक्करण ऊर्जाएँ, जिन्हें आमतौर पर "ΔH°" के रूप में संक्षिप्त किया जाता है, बॉन्ड ताकत का एक माप है। उदाहरण के लिए, H2 को 2 H में विभाजित करने के लिए + 435 kJ/mol के δH° की आवश्यकता होती है, जबकि Cl2 को दो Cl में विभाजित करने के लिए + 243 kJ/mol के δH° की आवश्यकता होती है। कमजोर बंधनों के लिए, होमोलिसिस को तापीय रूप से प्रेरित किया जा सकता है। मजबूत बंधनों को होमोलिसिस को प्रेरित करने के लिए उच्च ऊर्जा वाले फोटॉन या यहां तक कि लपटों की आवश्यकता होती है। डिराडिकल्स डिराडिकल्स अणु होते हैं जिनमें दो रेडिकल केंद्र होते हैं। डाइऑक्साइड (O2) एक स्थिर डिराडिकल का एक महत्वपूर्ण उदाहरण है। एकल ऑक्सीजन, डाइऑक्साइड की सबसे कम ऊर्जा वाली गैर-रेडिकल स्थिति, अधिकतम बहुलता के हंड के नियम के कारण डिराडिकल की तुलना में कम स्थिर है। ऑक्सीजन डिराडिकल की सापेक्ष स्थिरता मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनों को पकड़ने के लिए आवश्यक ट्रिपल-सिंगलेट संक्रमण की स्पिन-निषिद्ध प्रकृति के कारण होती है, यानी "ऑक्सीकरण"। ऑक्सीजन की डिराडिकल स्थिति के परिणामस्वरूप इसका पैरामैग्नेटिक चरित्र भी होता है, जो एक बाहरी चुंबक के प्रति इसके आकर्षण से प्रदर्शित होता है। डिराडिकल्स धातु-ऑक्सो परिसरों में भी हो सकते हैं, जो संक्रमण धातु रसायन विज्ञान में स्पिन निषिद्ध प्रतिक्रियाओं के अध्ययन के लिए खुद को उधार देते हैं। अपनी त्रिगुण अवस्था में कार्बेन को एक ही परमाणु पर केंद्रित डिराडिकल्स के रूप में देखा जा सकता है, जबकि ये आमतौर पर अत्यधिक प्रतिक्रियाशील स्थायी कार्बेन होते हैं, जिनके एन-हेटरोसाइक्लिक कार्बेन सबसे आम उदाहरण हैं। ट्रिपल कार्बीन और नाइट्रीन डिराडिकल्स हैं। उनके रासायनिक गुण उनके एकल अनुरूपों के गुणों से अलग हैं। रेडिकल्स की घटना दहन एक परिचित रेडिकल्स प्रतिक्रिया दहन है। ऑक्सीजन अणु एक स्थिर डिराडिकल है, जिसे ओ-ओ द्वारा सबसे अच्छा दर्शाया जाता है। चूँकि इलेक्ट्रॉनों के स्पिन समानांतर होते हैं, इसलिए यह अणु स्थिर होता है। जबकि ऑक्सीजन की जमीनी स्थिति यह गैर-सक्रिय स्पिन-अनपेयर्ड (ट्रिपल) डिराडिकल है, एक अत्यंत प्रतिक्रियाशील स्पिन-पेयर्ड (सिंगलेट) स्थिति उपलब्ध है। दहन होने के लिए, इनके बीच की ऊर्जा बाधा को दूर किया जाना चाहिए। इस बाधा को गर्मी से दूर किया जा सकता है, जिसके लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। ट्रिपल-सिंगलेट संक्रमण भी "निषिद्ध" है। यह प्रतिक्रिया के लिए एक अतिरिक्त बाधा प्रस्तुत करता है। इसका मतलब यह भी है कि आणविक ऑक्सीजन कमरे के तापमान पर अपेक्षाकृत प्रतिक्रियाशील नहीं है, सिवाय लोहे या तांबे जैसे उत्प्रेरक भारी परमाणु की उपस्थिति के। दहन में विभिन्न रेडिकल श्रृंखला प्रतिक्रियाएं होती हैं जो सिंगलेट रेडिकल शुरू कर सकते हैं। किसी दिए गए पदार्थ की ज्वलनशीलता दृढ़ता से कणों की सांद्रता पर निर्भर करती है जिन्हें दीक्षा और प्रसार प्रतिक्रियाओं से पहले प्राप्त किया जाना चाहिए जिससे पदार्थ का दहन होता है। एक बार जब दहनशील सामग्री का सेवन कर लिया जाता है, तो समाप्ति प्रतिक्रियाएं फिर से हावी हो जाती हैं और लौ समाप्त हो जाती है। जैसा कि संकेत दिया गया है, प्रसार या समाप्ति प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देने से ज्वलनशीलता बदल जाती है। उदाहरण के लिए, क्योंकि सीसा स्वयं गैसोलीन-वायु मिश्रण में कणों को निष्क्रिय कर देता है, टेट्राइथाइल सीसा को एक बार आमतौर पर गैसोलीन में जोड़ा जाता था। यह दहन को अनियंत्रित तरीके से या बिना जले अवशेषों (इंजन खटखटाने) या समय से पहले प्रज्वलन (पूर्व-प्रज्वलन) में शुरू होने से रोकता है। जब एक हाइड्रोकार्बन को जलाया जाता है, तो बड़ी संख्या में विभिन्न ऑक्सीजन कण शामिल होते हैं। प्रारंभ में, हाइड्रोपेरोक्सिल रेडिकल (एच. ओ. ओ.) बनते हैं। इसके बाद ये आगे प्रतिक्रिया करते हुए कार्बनिक हाइड्रोपेरोक्साइड देते हैं जो हाइड्रॉक्सिल रेडिकल (एचओ) में टूट जाते हैं। पॉलिमराइजेशन कई पॉलिमराइजेशन प्रतिक्रियाएं रेडिकल द्वारा शुरू की जाती हैं। पॉलिमराइजेशन में नए रेडिकल देने के लिए गैर-रेडिकल (आमतौर पर एक एल्कीन) में एक प्रारंभिक रेडिकल जोड़ना शामिल है। यह प्रक्रिया रेडिकल चेन रिएक्शन का आधार है। पोलीमराइजेशन की कला में वह विधि शामिल है जिसके द्वारा प्रारंभिक रेडिकल को पेश किया जाता है। उदाहरण के लिए, मिथाइल मेथाक्रिलेट (एम. एम. ए.) को पॉली (मिथाइल मेथाक्रिलेट) (पी. एम. एम. ए.-प्लेक्सिग्लास या पर्सपेक्स) का उत्पादन करने के लिए पॉलीमराइज किया जा सकता है, जो रेडिकल एडिशन चरणों की एक दोहराए जाने वाली श्रृंखला के माध्यम से हैः नए रेडिकल पोलीमराइजेशन विधियों को लिविंग रेडिकल पोलीमराइजेशन के रूप में जाना जाता है। प्रकारों में प्रतिवर्ती जोड़-विखंडन श्रृंखला हस्तांतरण (आर. ए. एफ. टी.) और परमाणु हस्तांतरण रेडिकल पोलीमराइजेशन (ए. टी. आर. पी.) शामिल हैं। एक प्रचलित रेडिकल होने के कारण, O2 हाइड्रोपरॉक्साइड रेडिकल के साथ मिलकर रेडिकल उत्पन्न करने के लिए कई कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करता है। सुखाने वाले तेल और एल्काइड पेंट वातावरण से ऑक्सीजन द्वारा शुरू किए गए रेडिकल क्रॉसलिंकिंग के कारण कठोर हो जाते हैं। वायुमंडलीय रेडिकल निचले वायुमंडल में सबसे आम रेडिकल आणविक डाइऑक्साइड है। स्रोत अणुओं का फोटोडिसोसियेशन अन्य कणों का उत्पादन करता है। निचले वायुमंडल में, ऑक्सीजन परमाणु और नाइट्रिक ऑक्साइड (नीचे देखें) में नाइट्रोजन डाइऑक्साइड के फोटोडिसोसियेशन द्वारा महत्वपूर्ण रेडिकल का उत्पादन होता है, जो धुंध के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है-और उत्तेजित ऑक्सीजन परमाणु O (1D) देने के लिए ओजोन का फोटोडिसोसियेशन (नीचे देखें)। शुद्ध और वापसी प्रतिक्रियाओं को भी दिखाया गया है (और, क्रमशः)। ऊपरी वायुमंडल में, सौर पराबैंगनी विकिरण द्वारा सामान्य रूप से गैर-सक्रिय क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सी. एफ. सी.) का प्रकाश विघटन कणों का एक महत्वपूर्ण स्रोत है (ई. क्यू. देखें। 1 नीचे)। ये प्रतिक्रियाएँ क्लोरीन रेडिकल, सी. एल. ओ., देती हैं, जो ओजोन के ओ2 में रूपांतरण को उत्प्रेरित करती हैं, इस प्रकार ओजोन की कमी (-नीचे) को सुविधाजनक बनाती हैं। इस तरह की प्रतिक्रियाएं ओजोन परत की कमी का कारण बनती हैं, विशेष रूप से क्योंकि क्लोरीन रेडिकल एक अन्य प्रतिक्रिया श्रृंखला में संलग्न होने के लिए स्वतंत्र है; परिणामस्वरूप, रेफ्रिजरेंट के रूप में क्लोरोफ्लोरोकार्बन का उपयोग प्रतिबंधित कर दिया गया है। जीव विज्ञान में रेडिकल जीव विज्ञान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इनमें से कई जीवन के लिए आवश्यक हैं, जैसे कि ग्रैनुलोसाइट्स और मैक्रोफेज जैसी फागोसाइटिक कोशिकाओं द्वारा बैक्टीरिया की अंतःकोशिकीय हत्या। रेडिकल सेल सिग्नलिंग प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, जिन्हें रेडॉक्स सिग्नलिंग के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, लिनोलेइक एसिड का कट्टरपंथी हमला 13-हाइड्रॉक्सीओक्टेडेकाडिनोइक एसिड और 9-हाइड्रॉक्सीओक्टेडेकाडिनोइक एसिड की एक श्रृंखला का उत्पादन करता है, जो स्थानीय ऊतक सूजन और/या उपचार प्रतिक्रियाओं, दर्द की धारणा और घातक कोशिकाओं के प्रसार को नियंत्रित करने का कार्य कर सकता है। एराकिडोनिक एसिड और डोकोसाहेक्सेनोइक एसिड पर कट्टरपंथी हमले संकेत उत्पादों की एक समान लेकिन व्यापक श्रृंखला का उत्पादन करते हैं। रेडिकल पार्किंसंस रोग, बुढ़ापा और दवा से प्रेरित बहरापन, सिज़ोफ्रेनिया और अल्ज़ाइमर में भी शामिल हो सकते हैं। क्लासिक फ्री-रेडिकल सिंड्रोम, आयरन-स्टोरेज रोग हेमोक्रोमैटोसिस, आमतौर पर मुक्त-रेडिकल से संबंधित लक्षणों के एक समूह से जुड़ा होता है जिसमें आंदोलन विकार, मनोविकृति, त्वचा वर्णक मेलेनिन असामान्यताएं, बहरापन, गठिया और मधुमेह मेलिटस शामिल हैं। उम्र बढ़ने के मुक्त-कट्टरपंथी सिद्धांत का प्रस्ताव है कि कट्टरपंथी उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को ही रेखांकित करते हैं। इसी तरह, माइटोहोर्मेसिस की प्रक्रिया से पता चलता है कि रेडिकल के बार-बार संपर्क में आने से जीवन काल बढ़ सकता है। चूँकि रेडिकल्स जीवन के लिए आवश्यक हैं, इसलिए शरीर में रेडिकल्स-प्रेरित क्षति को कम करने और होने वाली क्षति की मरम्मत के लिए कई तंत्र हैं, जैसे कि एंजाइम सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज, कैटालेस, ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेस और ग्लूटाथियोन रिडक्टेस। इसके अलावा, एंटीऑक्सीडेंट इन रक्षा तंत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये अक्सर तीन विटामिन होते हैं, विटामिन ए, विटामिन सी और विटामिन ई और पॉलीफेनॉल एंटीऑक्सीडेंट। इसके अलावा, इस बात के अच्छे प्रमाण हैं कि बिलीरुबिन और यूरिक एसिड कुछ कणों को बेअसर करने में मदद करने के लिए एंटीऑक्सीडेंट के रूप में कार्य कर सकते हैं। बिलिरुबिन लाल रक्त कोशिकाओं की सामग्री के टूटने से आता है, जबकि यूरिक एसिड प्यूरिन्स का टूटना उत्पाद है। हालाँकि, बहुत अधिक बिलीरुबिन पीलिया का कारण बन सकता है, जो अंततः केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को नुकसान पहुँचा सकता है, जबकि बहुत अधिक यूरिक एसिड गठिया का कारण बनता है। प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजाति प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजाति या आरओएस सुपरऑक्साइड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल जैसी प्रजातियां हैं, जो आमतौर पर कोशिका क्षति से जुड़ी होती हैं। आर. ओ. एस. ऑक्सीजन के सामान्य चयापचय के प्राकृतिक उप-उत्पाद के रूप में बनता है और कोशिका संकेत में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। दो महत्वपूर्ण ऑक्सीजन-केंद्रित रेडिकल सुपरऑक्साइड और हाइड्रॉक्सिल रेडिकल हैं। वे घटती स्थितियों में आणविक ऑक्सीजन से प्राप्त होते हैं। हालाँकि, उनकी प्रतिक्रियाशीलता के कारण, ये वही रेडिकल अवांछित दुष्प्रभावों में भाग ले सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप कोशिका क्षति हो सकती है। इन कणों की अत्यधिक मात्रा कोशिका की चोट और मृत्यु का कारण बन सकती है, जो कैंसर, स्ट्रोक, मायोकार्डियल इंफार्क्शन, मधुमेह और प्रमुख विकारों जैसी कई बीमारियों में योगदान कर सकती है। कैंसर के कई रूपों को रेडिकल और डी. एन. ए. के बीच प्रतिक्रियाओं का परिणाम माना जाता है, संभावित रूप से उत्परिवर्तन के परिणामस्वरूप जो कोशिका चक्र पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकते हैं और संभावित रूप से घातकता का कारण बन सकते हैं। उम्र बढ़ने के कुछ लक्षण जैसे कि एथेरोस्क्लेरोसिस को कोलेस्ट्रॉल के 7-कीटोकोलेस्ट्रॉल में कट्टरपंथी प्रेरित ऑक्सीकरण के लिए भी जिम्मेदार ठहराया जाता है। इसके अलावा रेडिकल शराब-प्रेरित यकृत क्षति में योगदान करते हैं, शायद शराब से भी अधिक। सिगरेट के धुएँ से उत्पन्न रेडिकल फेफड़ों में अल्फा 1-एंटीट्रिप्सिन के निष्क्रिय होने में शामिल होते हैं। यह प्रक्रिया वातस्फीति के विकास को बढ़ावा देती है। ऑक्सीबेनज़ोन को सूर्य के प्रकाश में रेडिकल बनाने के लिए पाया गया है, और इसलिए यह कोशिका क्षति से भी जुड़ा हो सकता है। यह केवल तभी हुआ जब इसे सनस्क्रीन में आमतौर पर पाए जाने वाले अन्य अवयवों जैसे टाइटेनियम ऑक्साइड और ऑक्टाइल मेथॉक्सीसिनेमेट के साथ जोड़ा गया। आर. ओ. एस. 13-हाइड्रॉक्सीओक्टेडेकाडिनोइक एसिड और 9-हाइड्रॉक्सीओक्टेडेकाडिनोइक एसिड उत्पादों की एक श्रृंखला बनाने के लिए पॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड, लिनोलेइक एसिड पर हमला करता है जो संकेत अणुओं के रूप में काम करते हैं जो प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर कर सकते हैं जो ऊतक की चोट का मुकाबला करते हैं जो उनके गठन का कारण बनती है। आरओएस अन्य पॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड पर हमला करता है, जैसे। अराकिडोनिक एसिड और डोकोसाहेक्सेनोइक एसिड, संकेत उत्पादों की एक समान श्रृंखला का उत्पादन करने के लिए। प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों का उपयोग नियंत्रित प्रतिक्रियाओं में भी किया जाता है जिसमें एकल डाइऑक्साइड शामिल होता है जिसे प्राकृतिक ट्रिपल डाइऑक्साइड से डेक्सटर ऊर्जा हस्तांतरण (ट्रिपल-ट्रिपलेट विनाश) और एक फोटोसेंसिटाइज़र की ट्रिपल उत्तेजित स्थिति के बाद टाइप II फोटोऑक्सीजनेशन प्रतिक्रियाओं के रूप में जाना जाता है। इस एकल डाइऑक्साइड प्रजाति के साथ विशिष्ट रासायनिक परिवर्तनों में, अन्य बातों के अलावा, सेलुलोसिक जैव अपशिष्ट का नए पॉयलमेथिन रंगों में रूपांतरण शामिल है। इतिहास और नामकरण 20वीं शताब्दी के अंत तक रसायन विज्ञान में "रेडिकल" शब्द का उपयोग परमाणुओं के किसी भी जुड़े समूह को इंगित करने के लिए किया जाता था, जैसे कि मिथाइल समूह या कार्बोक्सिल, चाहे वह किसी बड़े अणु का हिस्सा हो या अपने आप में एक अणु। एक कट्टरपंथी को अक्सर आर समूह के रूप में जाना जाता है। तब अनबाउंड मामले को निर्दिष्ट करने के लिए क्वालीफायर "फ्री" की आवश्यकता थी। हाल के नामकरण संशोधनों के बाद, एक बड़े अणु के एक हिस्से को अब एक कार्यात्मक समूह या प्रतिस्थापन कहा जाता है, और "रेडिकल" का अर्थ अब "मुक्त" है। हालाँकि, पुराना नामकरण अभी भी कुछ पुस्तकों में दिखाई दे सकता है। कट्टरपंथी शब्द पहले से ही उपयोग में था जब अब अप्रचलित कट्टरपंथी सिद्धांत विकसित किया गया था। लुई-बर्नार्ड गाइटन डी मोर्वेउ ने 1785 में "कट्टरपंथी" वाक्यांश की शुरुआत की और इस वाक्यांश का उपयोग एंटोनी लावोइसियर ने 1789 में अपने ट्रेटे एलेमेंटायर डी चिमी में किया था। एक रेडिकल की पहचान तब कुछ एसिड के मूल आधार के रूप में की गई थी (लैटिन शब्द "रेडिक्स" जिसका अर्थ है "मूल")। ऐतिहासिक रूप से, रेडिकल सिद्धांत में रेडिकल शब्द का उपयोग अणु के बंधे हुए हिस्सों के लिए भी किया जाता था, विशेष रूप से जब वे प्रतिक्रियाओं में अपरिवर्तित रहते हैं। इन्हें अब कार्यात्मक समूह कहा जाता है। उदाहरण के लिए, मिथाइल अल्कोहल को मिथाइल "रेडिकल" और हाइड्रॉक्सिल "रेडिकल" से युक्त बताया गया था। आधुनिक रासायनिक अर्थ में न तो रेडिकल हैं, क्योंकि वे स्थायी रूप से एक-दूसरे से बंधे होते हैं, और उनमें कोई युग्मित, प्रतिक्रियाशील इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं; हालाँकि, ऊर्जावान इलेक्ट्रॉनों के साथ विकिरण द्वारा टूटने पर उन्हें मास स्पेक्ट्रोमेट्री में रेडिकल के रूप में देखा जा सकता है। आधुनिक संदर्भ में पहचाना गया पहला कार्बनिक (कार्बन युक्त) रेडिकल ट्राइफिनाइलमिथाइल रेडिकल, (C6H5) 3C था। इस प्रजाति की खोज 1900 में मूसा गोम्बर्ग ने की थी। 1933 में मॉरिस एस. खरश और फ्रैंक मेयो ने प्रस्ताव दिया कि मुक्त कण एलिल ब्रोमाइड में हाइड्रोजन ब्रोमाइड के एंटी-मार्कोव्निकोव जोड़ के लिए जिम्मेदार थे। रसायन विज्ञान के अधिकांश क्षेत्रों में, कणों की ऐतिहासिक परिभाषा का तर्क है कि अणुओं में गैर-शून्य इलेक्ट्रॉन स्पिन होता है। हालाँकि, स्पेक्ट्रोस्कोपी और खगोल रसायन सहित क्षेत्रों में, परिभाषा थोड़ी अलग है। इलेक्ट्रान संरचना और कणों की ज्यामिति में अपने शोध के लिए नोबेल पुरस्कार जीतने वाले गेरहार्ड हर्जबर्ग ने मुक्त कणों की एक कमजोर परिभाषा का सुझाव दियाः "कोई भी क्षणिक (रासायनिक रूप से अस्थिर) प्रजाति (परमाणु, अणु या आयन)"। उनके सुझाव का मुख्य बिंदु यह है कि कई रासायनिक रूप से अस्थिर अणु हैं जिनमें शून्य स्पिन है, जैसे कि C2, C3, CH2 और इसी तरह। यह परिभाषा क्षणिक रासायनिक प्रक्रियाओं और खगोल रसायन की चर्चा के लिए अधिक सुविधाजनक है; इसलिए इन क्षेत्रों में शोधकर्ता इस शिथिल परिभाषा का उपयोग करना पसंद करते हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में चित्रण रासायनिक समीकरणों में, कणों को अक्सर परमाणु प्रतीक या आणविक सूत्र के तुरंत दाईं ओर रखे गए एक बिंदु द्वारा दर्शाया जाता है जो इस प्रकार हैः रेडिकल प्रतिक्रिया तंत्र एकल इलेक्ट्रॉनों की गति को दर्शाने के लिए एकल-सिर वाले तीरों का उपयोग करता हैः टूटने वाले बंधन का समरूप विच्छेद एक मानक घुंघराले तीर द्वारा दर्शाए गए दो इलेक्ट्रॉनों की सामान्य गति से अलग करने के लिए "फिश-हुक" तीर के साथ खींचा जाता है। टूटने वाले बंधन का दूसरा इलेक्ट्रॉन भी हमलावर रेडिकल इलेक्ट्रॉन के साथ युग्मित होने के लिए आगे बढ़ता है। रेडिकल प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती के रूप में रेडिकल एडिशन और रेडिकल प्रतिस्थापन में भी भाग लेते हैं। रेडिकल से जुड़ी श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को आमतौर पर तीन अलग-अलग प्रक्रियाओं में विभाजित किया जा सकता है। ये हैं दीक्षा, प्रसार और समाप्ति। प्रारंभिक प्रतिक्रियाएँ वे होती हैं जिनके परिणामस्वरूप रेडिकल की संख्या में शुद्ध वृद्धि होती है। इनमें स्थिर प्रजातियों से कणों का गठन शामिल हो सकता है जैसा कि ऊपर प्रतिक्रिया 1 में है या वे अधिक कण बनाने के लिए स्थिर प्रजातियों के साथ कणों की प्रतिक्रियाओं को शामिल कर सकते हैं। प्रसार प्रतिक्रियाएँ वे प्रतिक्रियाएँ हैं जिनमें रेडिकल शामिल होते हैं जिनमें रेडिकल की कुल संख्या समान रहती है। समाप्ति प्रतिक्रियाएँ वे प्रतिक्रियाएँ हैं जिनके परिणामस्वरूप कणों की संख्या में शुद्ध कमी आती है। आम तौर पर दो रेडिकल एक अधिक स्थिर प्रजाति बनाने के लिए गठबंधन करते हैं, उदाहरण के लिएः 2 सी. एल. → सी. एल. 2 भी देखें इलेक्ट्रॉन जोड़ी वैश्विक स्तर पर वर्गीकरण और रसायनों की लेबलिंग की सुसंगत प्रणाली हॉफमैन-लॉफलर प्रतिक्रिया मुक्त रेडिकल अनुसंधान ए. आर. सी. मुक्त रेडिकल रसायन विज्ञान और जैव प्रौद्योगिकी संदर्भों के लिए उत्कृष्टता केंद्र वीडियो क्लिप वाले लेख जैविक प्रक्रियाएँ जैव अणु रासायनिक बंधन पर्यावरणीय रसायन विज्ञान संवेदना