Radical (chemistry)
کیمسٹری میں، ریڈیکل، جسے فری ریڈیکل بھی کہا جاتا ہے، ایک ایٹم، مالیکیول، یا آئن ہے جس میں کم از کم ایک غیر جوڑا ویلینس الیکٹران ہوتا ہے۔ کچھ مستثنیات کے ساتھ، یہ غیر جوڑے والے الیکٹران ریڈیکلز کو انتہائی کیمیائی طور پر رد عمل پیدا کرتے ہیں۔ بہت سے ریڈیکلز بے ساختہ ڈائمرائز ہو جاتے ہیں۔ زیادہ تر نامیاتی ریڈیکلز کی عمر مختصر ہوتی ہے۔ ریڈیکل کی ایک قابل ذکر مثال ہائیڈروکسیل ریڈیکل (HO·) ہے، ایک انو جس میں آکسیجن ایٹم پر ایک غیر جوڑا الیکٹران ہوتا ہے۔ دو دیگر مثالیں ٹرپلٹ آکسیجن اور ٹرپلٹ کاربینی ہیں جن میں دو غیر جوڑے والے الیکٹران ہوتے ہیں۔ ریڈیکلز کئی طریقوں سے پیدا کیے جا سکتے ہیں، لیکن عام طریقوں میں ریڈوکس رد عمل، آئنائزنگ تابکاری، حرارت، برقی خارج ہونے والے مادہ، اور برقی تجزیہ ریڈیکلز پیدا کرنے کے لیے جانے جاتے ہیں۔ ریڈیکلز بہت سے کیمیائی تعاملات میں انٹرمیڈیٹس ہوتے ہیں، جو متوازن مساوات سے ظاہر ہوتے ہیں۔ ریڈیکلز دہن، ماحولیاتی کیمسٹری، پولیمرائزیشن، پلازما کیمسٹری، بائیو کیمسٹری، اور بہت سے دوسرے کیمیائی عمل میں اہم ہیں۔ قدرتی مصنوعات کی اکثریت ریڈیکل پیدا کرنے والے انزائموں سے پیدا ہوتی ہے۔ جانداروں میں، ریڈیکلز سپر آکسائیڈ اور نائٹرک آکسائیڈ اور ان کے رد عمل کی مصنوعات بہت سے عمل کو منظم کرتی ہیں، جیسے کہ ویسکولر ٹون کا کنٹرول اور اس طرح بلڈ پریشر۔ وہ مختلف حیاتیاتی مرکبات کے درمیانی میٹابولزم میں بھی کلیدی کردار ادا کرتے ہیں۔ اس طرح کے ریڈیکلز ریڈوکس سگنلنگ نامی عمل میں پیغام رساں بھی ہو سکتے ہیں۔ ایک ریڈیکل سالوینٹ پنجرے میں پھنس سکتا ہے یا دوسری صورت میں پابند ہو سکتا ہے۔ فارمیشن ریڈیکلز یا تو (1) اسپن جوڑے والے مالیکیولز سے بنے ہوتے ہیں یا (2) دیگر ریڈیکلز سے بنے ہوتے ہیں۔ ریڈیکلز کمزور بانڈز یا الیکٹران ٹرانسفر کے ہومولیسیس کے ذریعے اسپن جوڑے والے مالیکیولز سے بنتے ہیں، جسے کمی بھی کہا جاتا ہے۔ ریڈیکلز دوسرے ریڈیکلز سے متبادل، اضافے اور خاتمے کے رد عمل کے ذریعے تشکیل پاتے ہیں۔ اسپن جوڑے والے مالیکیولز سے ریڈیکل تشکیل ہومولیسیس ایک کوولینٹ بانڈ کو توڑ کر اسپن جوڑے والے مالیکیول سے دو نئے ریڈیکلز بناتا ہے، اور ہر ٹکڑے کو بانڈ میں موجود الیکٹرانوں میں سے ایک کے ساتھ چھوڑ دیتا ہے۔ چونکہ کیمیائی بند کو توڑنے کے لیے توانائی کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے حرارت یا روشنی کے اضافے کے تحت ہومولیسس ہوتا ہے۔ ہومولیسیس سے وابستہ بانڈ کی علیحدگی کی توانائی کا انحصار کسی دیئے گئے مرکب کے استحکام پر ہوتا ہے، اور کچھ کمزور بانڈ نسبتا کم درجہ حرارت پر ہومولیز کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ کچھ ہومولیسیس رد عمل خاص طور پر اہم ہوتے ہیں کیونکہ وہ دیگر بنیاد پرست رد عمل کے آغاز کے طور پر کام کرتے ہیں۔ ایسی ہی ایک مثال ہیلوجینز کا ہومولیسیس ہے، جو روشنی کے نیچے ہوتا ہے اور ریڈیکل ہیلوجنیشن رد عمل کے لیے محرک قوت کے طور پر کام کرتا ہے۔ ایک اور قابل ذکر رد عمل ڈبینزوئل پیرو آکسائیڈ کا ہومولیسیس ہے، جس کے نتیجے میں دو بینزویلوکسی ریڈیکلز بنتے ہیں اور بہت سے ریڈیکل رد عمل کے آغاز کے طور پر کام کرتا ہے۔ ریڈکشن ریڈیکلز اس وقت بھی بن سکتے ہیں جب ایک واحد الیکٹران کو اسپن جوڑے والے مالیکیول میں شامل کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں الیکٹران کی منتقلی ہوتی ہے۔ یہ تعامل، جسے تخفیف بھی کہا جاتا ہے، عام طور پر ایک الکلی دھات کے ساتھ ہوتا ہے جو ایک الیکٹران کو دوسرے اسپن جوڑے والے مالیکیول میں عطیہ کرتا ہے۔ دیگر ریڈیکلز سے ریڈیکل تشکیل تجریدی ہائیڈروجن تجریدی بیان کرتا ہے جب ہائیڈروجن ڈونر مالیکیول سے ہائیڈروجن ایٹم کو ہٹا دیا جاتا ہے (مثال کے طور پر۔ ٹن یا سلکان ہائیڈرائڈ) اپنے ایک الیکٹران کے ساتھ۔ خلاصہ ایک نیا ریڈیکل اور ایک نیا اسپن جوڑا مالیکیول پیدا کرتا ہے۔ یہ ہومولیسیس سے مختلف ہے، جس کے نتیجے میں ایک ہی اسپن جوڑے والے مالیکیول سے دو ریڈیکلز پیدا ہوتے ہیں اور اس میں ریڈیکل کو اس کے رد عمل کے طور پر شامل نہیں کیا جاتا ہے۔ ہائیڈروجن کا خلاصہ ریڈیکل کیمسٹری میں ایک بنیادی عمل ہے کیونکہ یہ بہت سے کیمیائی رد عمل میں حتمی پھیلاؤ کے مرحلے کے طور پر کام کرتا ہے، کاربن ریڈیکلز کو مستحکم مالیکیولز میں تبدیل کرتا ہے۔ دائیں طرف کی شکل بینزوئلوکسی ریڈیکل اور ہائیڈروجن برومائڈ مالیکیول کے درمیان ایک بنیادی تجریدی کو ظاہر کرتی ہے، جس کے نتیجے میں بینزوک ایسڈ مالیکیول اور برومین ریڈیکل کی پیداوار ہوتی ہے۔ اضافی ریڈیکل اضافہ بیان کرتا ہے جب ایک نیا ریڈیکل بنانے کے لیے اسپن جوڑے والے مالیکیول میں ریڈیکل شامل کیا جاتا ہے۔ دائیں طرف کی شکل ایک الکین میں برومین ریڈیکل کے اضافے کو ظاہر کرتی ہے۔ ریڈیکل اضافہ اینٹی مارکوونکوف اصول کی پیروی کرتا ہے، جہاں متبادل کو کم متبادل کاربن ایٹم میں شامل کیا جاتا ہے۔ ریڈیکل کے خاتمے کو ریڈیکل اضافے کے الٹ کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ ریڈیکل کے خاتمے میں، ایک غیر مستحکم ریڈیکل کمپاؤنڈ ایک اسپن جوڑے والے مالیکیول اور ایک نئے ریڈیکل کمپاؤنڈ میں ٹوٹ جاتا ہے۔ ذیل میں دکھایا گیا بنیاد پرست خاتمے کے رد عمل کی ایک مثال ہے، جہاں ایک بینزویلوکسی ریڈیکل فینائل ریڈیکل اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کے مالیکیول میں ٹوٹ جاتا ہے۔ نامیاتی ریڈیکلز کا استحکام اگرچہ نامیاتی ریڈیکلز عام طور پر اندرونی طور پر (الگ تھلگ) مستحکم ہوتے ہیں، لیکن عملی طور پر ان کا وجود صرف عارضی ہوتا ہے کیونکہ وہ ڈائمرائز ہوتے ہیں۔ کچھ کافی طویل عرصے تک رہتے ہیں۔ عام طور پر نامیاتی ریڈیکلز کو ان میں سے کسی بھی یا تمام عوامل سے مستحکم کیا جاتا ہے: الیکٹرونگیٹیویٹی کی موجودگی، ڈیلوکلائزیشن، اور سٹیرک رکاوٹ۔ مرکب 2,2,6، 6-tetramethylpiperidinyloxyl تینوں عوامل کے امتزاج کی وضاحت کرتا ہے۔ یہ تجارتی طور پر دستیاب ٹھوس ہے جو مقناطیسی ہونے کے علاوہ ایک عام نامیاتی مرکب کی طرح برتاؤ کرتا ہے۔ الیکٹرونگیٹیویٹی نامیاتی ریڈیکلز میں فطری طور پر الیکٹران کی کمی ہوتی ہے اس طرح ایٹم کی الیکٹرونگیٹیویٹی جتنی زیادہ ہوگی جس پر غیر جوڑا الیکٹران رہتا ہے ریڈیکل اتنا ہی کم مستحکم ہوگا۔ مثال کے طور پر کاربن، نائٹروجن اور آکسیجن کے درمیان کاربن سب سے زیادہ مستحکم اور آکسیجن سب سے کم مستحکم ہے۔ الیکٹرونگیٹیویٹی مختلف ہائبرڈائزیشنز کے کاربن ایٹموں کے استحکام میں بھی عوامل ہے۔ گریٹر ایس-کیریکٹر کاربن ایٹم کی اعلی الیکٹرونگیٹیویٹی سے متعلق ہے (نیوکلئس سے ایس آربیٹلز کی قربت کی وجہ سے)، اور الیکٹرونگیٹیویٹی جتنی زیادہ ہوگی اتنا ہی کم مستحکم ریڈیکل ہوگا۔ ایس پی-ہائبرڈائزڈ کاربن (50 ٪ ایس-کردار) ایس پی 3-ہائبرڈائزڈ کاربن (25 ٪ ایس-کردار) کے مقابلے میں سب سے کم مستحکم ریڈیکلز بناتے ہیں جو سب سے زیادہ مستحکم ریڈیکلز بناتے ہیں۔ ڈی لوکلائزیشن ریڈیکل کی ساخت میں الیکٹرانوں کی ڈی لوکلائزیشن، جسے ایک یا زیادہ گونج ڈھانچے بنانے کی صلاحیت بھی کہا جاتا ہے، الیکٹران کی کمی کو کئی ایٹموں پر پھیلانے کی اجازت دیتا ہے، جس سے عدم استحکام کم ہوتا ہے۔ ڈیلوکلائزیشن عام طور پر الیکٹران عطیہ کرنے والے گروپوں کی موجودگی میں ہوتی ہے، جیسے ہائیڈروکسیل گروپس (−OH)، ایتھرز (−OR)، ملحقہ الکنز، اور امینز (−NH2 یا −NR)، یا الیکٹران کھینچنے والے گروپس، جیسے C = O یا C ष्ण N۔ ڈیلوکلائزیشن کے اثرات کو مالیکیولر آربیٹل تھیوری کو بطور لینس استعمال کرتے ہوئے بھی سمجھا جا سکتا ہے، خاص طور پر، عطیہ دینے والے گروپ کے الیکٹرانوں کے جوڑے کے ساتھ غیر جوڑے والے الیکٹران کے انٹرا مالیکیولر تعامل یا الیکٹران کھینچنے والے گروپ کے خالی π * آربیٹل کو مالیکیولر آربیٹل خاکہ کی شکل میں جانچ کر کے۔ ریڈیکل کا HOMO واحد طور پر موجود ہوتا ہے اس لیے مدار کو مناسب طور پر SOMO، یا واحد طور پر زیر قبضہ سالماتی مدار کہا جاتا ہے۔ الیکٹران عطیہ کرنے والے گروپ کے لیے، ایس او ایم او کم توانائی والے تنہا جوڑے کے ساتھ تعامل کرتا ہے تاکہ ایک نیا کم توانائی سے بھرا ہوا بانڈنگ آربیٹل اور واحد طور پر بھرا ہوا نیا ایس او ایم او تشکیل پائے، جو اصل سے زیادہ توانائی میں ہوتا ہے۔ اگرچہ غیر جوڑے والے الیکٹران کی توانائی میں اضافہ ہوا ہے، لیکن نئے بانڈنگ آربیٹل کی تشکیل کرنے والے تنہا جوڑے کی توانائی میں کمی نئے ایس او ایم او کی توانائی میں اضافے سے زیادہ ہے، جس کے نتیجے میں مالیکیول کی توانائی میں خالص کمی واقع ہوتی ہے۔ لہذا، الیکٹران عطیہ کرنے والے گروپ ریڈیکلز کو مستحکم کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ اس کے بجائے الیکٹران کھینچنے والے گروپ کے ساتھ، ایس او ایم او پھر خالی π * مداری کے ساتھ تعامل کرتا ہے۔ تشکیل شدہ اعلی توانائی کے مدار پر کوئی الیکٹران قابض نہیں ہیں، جبکہ ایک نیا ایس او ایم او تشکیل پاتا ہے جو توانائی میں کم ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں ریڈیکل پرجاتیوں کی کم توانائی اور زیادہ استحکام پیدا ہوتا ہے۔ عطیہ دینے والے گروہ اور دستبردار ہونے والے گروہ دونوں ہی بنیاد پرستوں کو مستحکم کرتے ہیں۔ ڈیلوکلائزیشن کی ایک اور معروف اگرچہ کمزور شکل ہائپر کنجگیشن ہے۔ ریڈیکل کیمسٹری میں، ریڈیکلز کو ملحقہ الکائل گروپوں کے ساتھ ہائپر کنجگیشن کے ذریعے مستحکم کیا جاتا ہے۔ جزوی طور پر خالی ریڈیکل آربیٹلز میں سگما (σ) C−H بانڈز کا عطیہ ترتیری، ثانوی اور بنیادی کاربن پر ریڈیکلز کی استحکام کو الگ کرنے میں مدد کرتا ہے۔ ترتیری کاربن ریڈیکلز میں تین σ-C-H بانڈ ہوتے ہیں جو عطیہ کرتے ہیں، ثانوی ریڈیکلز صرف دو، اور بنیادی ریڈیکلز صرف ایک ہوتے ہیں۔ لہذا، ترتیری ریڈیکلز سب سے زیادہ مستحکم اور بنیادی ریڈیکلز سب سے کم مستحکم ہوتے ہیں۔ اسٹیرک رکاوٹ سب سے آسان بات یہ ہے کہ اسٹیرک رکاوٹ جتنی زیادہ ہوگی رد عمل کا ہونا اتنا ہی مشکل ہوگا، اور بنیادی شکل کو پہلے سے طے شدہ طور پر پسند کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، این-ہائیڈروکسی پائپرائڈائن کی ہائیڈروجن سے نکلی ہوئی شکل کا موازنہ مالیکیول ٹی ای ایم پی او سے کریں۔ ٹی ای ایم پی او، یا (2,2,6، 6-Tetramethylpiperidin-1-yl) آکسائل، اضافی میتھائل گروپوں کی طرف سے رد عمل ظاہر کرنے کے لیے بہت زیادہ رکاوٹ ہے جو اسے اتنی مستحکم بناتا ہے کہ اسے تجارتی طور پر اس کی بنیاد پرست شکل میں فروخت کیا جا سکے۔ تاہم، N-ہائڈروکسی پائپرائڈائن میں رد عمل ظاہر کرنے والے مالیکیول کی راہ میں رکاوٹ ڈالنے کے لیے چار میتھائل گروپ نہیں ہوتے ہیں اس لیے ساخت غیر مستحکم ہوتی ہے۔ آسان H-ایٹم ڈونرز بہت سے (یا زیادہ تر) نامیاتی ریڈیکلز کا استحکام ان کی الگ تھلگ ہونے کی وجہ سے ظاہر نہیں ہوتا ہے بلکہ H کے ڈونرز کے طور پر کام کرنے کی ان کی صلاحیت سے ظاہر ہوتا ہے۔ یہ خاصیت ہائیڈروجن کے ساتھ کمزور بندھن کی عکاسی کرتی ہے، عام طور پر O−H لیکن بعض اوقات N−H یا C−H۔ یہ طرز عمل اہم ہے کیونکہ یہ ایچ ڈونرز حیاتیات اور تجارت میں اینٹی آکسیڈنٹس کے طور پر کام کرتے ہیں۔ مثال α-tocopheroll (وٹامن ای) ہے۔ ٹوکوفرول ریڈیکل خود الگ تھلگ ہونے کے لیے ناکافی طور پر مستحکم ہے، لیکن پیرنٹ مالیکیول ایک انتہائی موثر ہائیڈروجن ایٹم ڈونر ہے۔ سی-ایچ بانڈ ٹرائیفینیلمیتھائل (ٹرائٹل) مشتقات میں کمزور ہوتا ہے۔ غیر نامیاتی ریڈیکلز کی ایک بڑی قسم غیر نامیاتی ریڈیکلز مستحکم اور حقیقت میں الگ تھلگ ہیں۔ مثالوں میں زیادہ تر پہلی صف کے منتقلی دھاتی کمپلیکس شامل ہیں۔ مرکزی گروپ ریڈیکلز کے حوالے سے، کائنات میں سب سے زیادہ پرچر ریڈیکل بھی کائنات میں سب سے زیادہ پرچر کیمیکل ہے، H. تاہم زیادہ تر اہم گروپ ریڈیکلز اپنے اندرونی استحکام کے باوجود الگ تھلگ نہیں ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر ہائیڈروجن ریڈیکلز H2 بنانے کے لیے بے تابی سے یکجا ہوتے ہیں۔ نائٹرک آکسائیڈ (این او) ایک الگ تھلگ غیر نامیاتی ریڈیکل کی معروف مثال ہے۔ فریمی کا نمک (پوٹاشیم نائٹروسوڈائسلفونٹ، (کے ایس او 3) 2 این او) ایک متعلقہ مثال ہے۔ π گونج استحکام کی محدود حد کے باوجود بہت سے تھیازیل ریڈیکلز معلوم ہیں۔ بہت سے ریڈیکلز کو ہومولیسس کے ذریعے کوولینٹ بانڈز کو توڑنے کی پیداوار کے طور پر تصور کیا جا سکتا ہے۔ ہومولیٹک بانڈ ڈس ایسوسی ایشن توانائیاں، جنہیں عام طور پر "δH°" کے طور پر مختصر کیا جاتا ہے، بانڈ کی طاقت کی ایک پیمائش ہیں۔ مثال کے طور پر، H2 کو 2H میں تقسیم کرنے کے لیے + 435 kJ/mol کا δH° درکار ہوتا ہے، جبکہ Cl2 کو دو میں تقسیم کرنے کے لیے + 243 kJ/mol کا δH° درکار ہوتا ہے۔ کمزور بندھنوں کے لیے، ہومولیسیس کو تھرمل طور پر متحرک کیا جا سکتا ہے۔ مضبوط بندھنوں کو ہومولیسس پیدا کرنے کے لیے اعلی توانائی والے فوٹون یا یہاں تک کہ شعلوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈیراڈیکل دو ریڈیکل مراکز پر مشتمل مالیکیول ہوتے ہیں۔ ڈائی آکسائیجن (O2) مستحکم ڈیراڈیکل کی ایک اہم مثال ہے۔ سنگل آکسیجن، ڈائی آکسائیجن کی سب سے کم توانائی والی غیر ریڈیکل حالت، ہنڈ کے زیادہ سے زیادہ کثرت کے اصول کی وجہ سے ڈیراڈیکل سے کم مستحکم ہے۔ آکسیجن ڈیراڈیکل کا نسبتا استحکام بنیادی طور پر ٹرپلٹ-سنگلٹ منتقلی کی اسپن-ممنوعہ نوعیت کی وجہ سے ہوتا ہے جو اس کے لیے الیکٹرانوں کو پکڑنے کے لیے ضروری ہوتا ہے، یعنی "آکسائڈائز"۔ آکسیجن کی ڈیراڈیکل حالت بھی اس کے پیرا مقناطیسی کردار کے نتیجے میں ہوتی ہے، جس کا مظاہرہ بیرونی مقناطیس کی طرف اس کی کشش سے ہوتا ہے۔ ڈیراڈیکلز دھاتی-آکسو کمپلیکس میں بھی پائے جا سکتے ہیں، جو منتقلی دھاتی کیمسٹری میں اسپن ممنوعہ رد عمل کے مطالعے کے لیے خود کو قرض دیتے ہیں۔ کاربین کو ان کی سہ رخی حالت میں ایک ہی ایٹم پر مرکوز ڈیراڈیکل کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے، جبکہ یہ عام طور پر انتہائی رد عمل والے مستقل کاربین ہوتے ہیں، جن کی سب سے عام مثال این-ہیٹروسائکلک کاربین ہوتے ہیں۔ ٹرپلٹ کاربین اور نائٹرین ڈیراڈیکل ہیں۔ ان کی کیمیائی خصوصیات ان کے سنگل اینالاگس کی خصوصیات سے الگ ہیں۔ ریڈیکلز دہن کا واقع ہونا ایک واقف ریڈیکل رد عمل دہن ہے۔ آکسیجن کا مالیکیول ایک مستحکم ڈیراڈیکل ہے، جس کی بہترین نمائندگی O-O کی طرف سے کی جاتی ہے۔ چونکہ الیکٹرانوں کے گھماؤ متوازی ہوتے ہیں، اس لیے یہ مالیکیول مستحکم ہوتا ہے۔ اگرچہ آکسیجن کی زمینی حالت یہ غیر فعال اسپن جوڑی (ٹرپلٹ) ڈیراڈیکل ہے، لیکن ایک انتہائی رد عمل والی اسپن جوڑی (سنگلٹ) حالت دستیاب ہے۔ دہن ہونے کے لیے، ان کے درمیان توانائی کی رکاوٹ پر قابو پانا ضروری ہے۔ اس رکاوٹ پر گرمی سے قابو پایا جا سکتا ہے، جس کے لیے زیادہ درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ ٹرپلٹ-سنگلٹ کی منتقلی بھی "ممنوع" ہے۔ یہ رد عمل میں ایک اضافی رکاوٹ پیش کرتا ہے۔ اس کا مطلب یہ بھی ہے کہ سالماتی آکسیجن کمرے کے درجہ حرارت پر نسبتا غیر فعال ہوتی ہے سوائے اس کے کہ لوہے یا تانبے جیسے اتپریرک بھاری ایٹم کی موجودگی میں۔ دہن مختلف ریڈیکل چین رد عمل پر مشتمل ہوتا ہے جو سنگل ریڈیکل شروع کر سکتا ہے۔ کسی دیئے گئے مادے کی آتشبازی کا انحصار ریڈیکلز کے ارتکاز پر ہوتا ہے جو ابتدا سے پہلے حاصل کرنا ضروری ہے اور پھیلاؤ کے رد عمل مادے کے دہن کا باعث بنتے ہیں۔ ایک بار آتش گیر مواد کے استعمال ہونے کے بعد، اختتامی رد عمل دوبارہ غالب ہو جاتے ہیں اور شعلہ ختم ہو جاتا ہے۔ جیسا کہ اشارہ کیا گیا ہے، پھیلاؤ یا خاتمے کے رد عمل کو فروغ دینے سے آتشبازی میں تبدیلی آتی ہے۔ مثال کے طور پر، کیونکہ لیڈ خود پٹرول-ہوا کے مرکب میں ریڈیکلز کو غیر فعال کر دیتا ہے، ٹیٹرایتھائل لیڈ کو ایک بار عام طور پر پٹرول میں شامل کیا جاتا تھا۔ یہ دہن کو بے قابو طریقے سے یا غیر جلی ہوئی باقیات (انجن دستک) یا قبل از وقت اگنیشن (پیش گوئی) میں شروع ہونے سے روکتا ہے۔ جب ہائیڈرو کاربن کو جلایا جاتا ہے تو اس میں مختلف آکسیجن ریڈیکلز کی ایک بڑی تعداد شامل ہوتی ہے۔ ابتدائی طور پر، ہائیڈروپروکسیل ریڈیکل (HOO) تشکیل پاتے ہیں۔ اس کے بعد یہ نامیاتی ہائیڈروپروکسائڈز دینے کے لیے مزید رد عمل ظاہر کرتے ہیں جو ہائیڈروکسیل ریڈیکلز (HO) میں ٹوٹ جاتے ہیں۔ پولیمرائزیشن بہت سے پولیمرائزیشن رد عمل ریڈیکلز کے ذریعے شروع کیے جاتے ہیں۔ پولیمیرائزیشن میں نئے ریڈیکلز دینے کے لیے غیر ریڈیکل (عام طور پر ایک الکین) میں ابتدائی ریڈیکل کا اضافہ شامل ہوتا ہے۔ یہ عمل ریڈیکل چین ری ایکشن کی بنیاد ہے۔ پولیمرائزیشن کے فن میں وہ طریقہ شامل ہے جس کے ذریعے ابتدائی ریڈیکل کو متعارف کرایا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، میتھائل میتھاکریلیٹ (ایم ایم اے) کو پولی (میتھائل میتھاکریلیٹ) (پی ایم ایم اے-پلیکسگلاس یا پرسپکس) تیار کرنے کے لیے پولیمرائز کیا جا سکتا ہے۔ متغیرات میں ریورسیبل ایڈیشن-فریگمینٹیشن چین ٹرانسفر (آر اے ایف ٹی) اور ایٹم ٹرانسفر ریڈیکل پولیمرائزیشن (اے ٹی آر پی) شامل ہیں۔ ایک مقبول ریڈیکل ہونے کے ناطے، او 2 بہت سے نامیاتی مرکبات کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے تاکہ ہائیڈروپروکسائڈ ریڈیکل کے ساتھ مل کر ریڈیکلز پیدا کیے جا سکیں۔ ماحول سے آکسیجن کے ذریعے شروع ہونے والے ریڈیکل کراس لنکنگ کی وجہ سے خشک ہونے والے تیل اور الکیڈ پینٹ سخت ہو جاتے ہیں۔ ماحولیاتی ریڈیکلز نچلے ماحول میں سب سے عام ریڈیکل سالماتی ڈائی آکسائیجن ہے۔ ماخذ مالیکیولز کی فوٹو ڈس ایسوسی ایشن دیگر ریڈیکلز پیدا کرتی ہے۔ نچلے ماحول میں، اہم ریڈیکلز نائٹروجن ڈائی آکسائیڈ کی آکسیجن ایٹم اور نائٹرک آکسائیڈ (نیچے دیکھیں) سے فوٹو ڈائی آکسائیڈ کے ذریعے پیدا ہوتے ہیں، جو اسموگ کی تشکیل میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں-اور پرجوش آکسیجن ایٹم O (1D) دینے کے لیے اوزون کی فوٹو ڈائی آکسائیڈ (نیچے دیکھیں)۔ خالص اور واپسی کے رد عمل بھی دکھائے جاتے ہیں (اور، بالترتیب)۔ اوپری ماحول میں، شمسی بالائے بنفشی تابکاری کے ذریعے عام طور پر غیر فعال کلوروفلوورکاربن (سی ایف سی) کی فوٹو ڈاسوسایشن ریڈیکلز کا ایک اہم ذریعہ ہے (دیکھیں ای کیو۔ 1 نیچے)۔ یہ تعاملات کلورین ریڈیکل، سی ایل او دیتے ہیں، جو اوزون کو او 2 میں تبدیل کرنے کو متحرک کرتا ہے، اس طرح اوزون کی کمی (-نیچے) کو آسان بناتا ہے۔ اس طرح کے رد عمل اوزون کی پرت کی کمی کا سبب بنتے ہیں، خاص طور پر چونکہ کلورین ریڈیکل کسی اور رد عمل کے سلسلے میں مشغول ہونے کے لیے آزاد ہے ؛ اس کے نتیجے میں، ریفریجریٹرز کے طور پر کلوروفلوورکاربن کا استعمال محدود کر دیا گیا ہے۔ حیاتیات میں ریڈیکلز حیاتیات میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ ان میں سے بہت سے زندگی کے لیے ضروری ہیں، جیسے کہ فگوسیٹک خلیوں جیسے گرینولوسائٹس اور میکروفیجز کے ذریعے بیکٹیریا کا انٹرا سیلولر قتل۔ ریڈیکل سیل سگنلنگ کے عمل میں شامل ہوتے ہیں، جسے ریڈوکس سگنلنگ کہا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، لینولک ایسڈ کا بنیاد پرست حملہ 13-ہائیڈروکسی آکٹڈیکیڈینوک ایسڈ اور 9-ہائیڈروکسی آکٹڈیکیڈینوک ایسڈ کا ایک سلسلہ پیدا کرتا ہے، جو مقامی ٹشو سوزش اور/یا شفا یابی کے ردعمل، درد کا ادراک، اور مہلک خلیوں کے پھیلاؤ کو منظم کرنے کا کام کر سکتا ہے۔ اراکیڈونک ایسڈ اور ڈوکوساہیکسینوک ایسڈ پر ریڈیکل حملے سگنلنگ مصنوعات کی اسی طرح کی لیکن وسیع تر صف تیار کرتے ہیں۔ ریڈیکلز پارکنسنز کی بیماری، بڑھاپے اور منشیات سے پیدا ہونے والے بہرے پن، شیزوفرینیا اور الزائمر میں بھی ملوث ہو سکتے ہیں۔ کلاسک فری ریڈیکل سنڈروم، آئرن اسٹوریج بیماری ہیموکرومیٹوسس، عام طور پر فری ریڈیکل سے متعلق علامات کے مجموعے سے وابستہ ہے جس میں حرکت کی خرابی، نفسیات، جلد کے روغن والی میلانین کی غیر معمولی چیزیں، بہرا پن، گٹھیا، اور ذیابیطس میلیٹس شامل ہیں۔ عمر بڑھنے کا آزاد ریڈیکل نظریہ تجویز کرتا ہے کہ ریڈیکلز خود عمر بڑھنے کے عمل کی بنیاد رکھتے ہیں۔ اسی طرح، مائٹو ہارمیسیس کے عمل سے پتہ چلتا ہے کہ ریڈیکلز کی بار بار نمائش زندگی کو بڑھا سکتی ہے۔ چونکہ ریڈیکلز زندگی کے لیے ضروری ہیں، اس لیے جسم میں ریڈیکلز سے ہونے والے نقصان کو کم کرنے اور ہونے والے نقصان کی مرمت کے لیے متعدد میکانزم ہوتے ہیں، جیسے کہ انزائمز سپر آکسائیڈ ڈسموٹیز، کیٹالیز، گلوٹاتھیون پیرو آکسائیڈیز اور گلوٹاتھیون ریڈکٹیز۔ اس کے علاوہ، اینٹی آکسیڈنٹس ان دفاعی میکانزم میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں۔ یہ اکثر تین وٹامن، وٹامن اے، وٹامن سی اور وٹامن ای اور پولیفینول اینٹی آکسیڈنٹس ہوتے ہیں۔ مزید برآں، اس بات کے اچھے شواہد موجود ہیں کہ بلیروبن اور یورک ایسڈ بعض ریڈیکلز کو بے اثر کرنے میں مدد کے لیے اینٹی آکسیڈنٹس کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ بلیروبن سرخ خون کے خلیوں کے مواد کی خرابی سے آتا ہے، جبکہ یورک ایسڈ پیورینز کی خرابی کی پیداوار ہے۔ تاہم، بہت زیادہ بلیروبن پیلیا کا باعث بن سکتا ہے، جو بالآخر مرکزی اعصابی نظام کو نقصان پہنچا سکتا ہے، جبکہ بہت زیادہ یورک ایسڈ گٹھیا کا سبب بنتا ہے۔ رد عمل والی آکسیجن پرجاتیوں رد عمل والی آکسیجن پرجاتیوں یا آر او ایس سپر آکسائیڈ، ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ، اور ہائیڈروکسیل ریڈیکل جیسی انواع ہیں، جو عام طور پر خلیوں کو پہنچنے والے نقصان سے وابستہ ہیں۔ آر او ایس آکسیجن کے عام میٹابولزم کے قدرتی ضمنی مصنوع کے طور پر تشکیل پاتا ہے اور سیل سگنلنگ میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ آکسیجن پر مرکوز دو اہم ریڈیکلز سپر آکسائیڈ اور ہائیڈروکسیل ریڈیکل ہیں۔ وہ کم کرنے والے حالات میں مالیکیولر آکسیجن سے حاصل ہوتے ہیں۔ تاہم، ان کی رد عمل کی وجہ سے، یہی ریڈیکلز ناپسندیدہ ضمنی رد عمل میں حصہ لے سکتے ہیں جس کے نتیجے میں خلیوں کو نقصان پہنچتا ہے۔ ان ریڈیکلز کی ضرورت سے زیادہ مقدار خلیوں کی چوٹ اور موت کا باعث بن سکتی ہے، جو کینسر، فالج، مایوکارڈیل انفکشن، ذیابیطس اور بڑی عوارض جیسی بہت سی بیماریوں میں معاون ثابت ہو سکتی ہے۔ کینسر کی بہت سی شکلیں ریڈیکلز اور ڈی این اے کے درمیان رد عمل کا نتیجہ سمجھی جاتی ہیں، جس کے نتیجے میں ممکنہ طور پر تغیرات ہوتے ہیں جو سیل سائیکل کو منفی طور پر متاثر کر سکتے ہیں اور ممکنہ طور پر بدنیتی کا باعث بن سکتے ہیں۔ بڑھاپے کی کچھ علامات جیسے کہ ایٹروسکلروسیس کو بھی کولیسٹرول کے 7-کیٹو کولیسٹرول میں ریڈیکل انڈیوسڈ آکسیڈیشن سے منسوب کیا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ ریڈیکلز الکحل سے پیدا ہونے والے جگر کے نقصان میں حصہ ڈالتے ہیں، شاید خود الکحل سے زیادہ۔ سگریٹ کے دھوئیں سے پیدا ہونے والے ریڈیکلز پھیپھڑوں میں الفا 1-اینٹی ٹریپسن کے غیر فعال ہونے میں ملوث ہوتے ہیں۔ یہ عمل ایمفیسیما کی نشوونما کو فروغ دیتا ہے۔ آکسی بینزون سورج کی روشنی میں ریڈیکلز بنانے کے لیے پایا گیا ہے، اور اس لیے یہ خلیوں کے نقصان سے بھی منسلک ہو سکتا ہے۔ یہ صرف اس وقت ہوا جب اسے عام طور پر سن اسکرین میں پائے جانے والے دیگر اجزاء، جیسے ٹائٹینیم آکسائڈ اور آکٹائل میتھوکسائسینامیٹ کے ساتھ ملایا گیا۔ آر او ایس پولی ان سیچوریٹڈ فیٹی ایسڈ، لینولک ایسڈ پر حملہ کرتا ہے، تاکہ 13-ہائیڈروکسی آکٹڈیکیڈینوک ایسڈ اور 9-ہائیڈروکسی آکٹڈیکیڈینوک ایسڈ مصنوعات کا ایک سلسلہ تشکیل پائے جو سگنلنگ مالیکیول کے طور پر کام کرتے ہیں جو ردعمل کو متحرک کر سکتے ہیں جو ٹشو کی چوٹ کا مقابلہ کرتے ہیں جس کی وجہ سے ان کی تشکیل ہوتی ہے۔ آر او ایس دیگر پولی ان سیچوریٹڈ فیٹی ایسڈ پر حملہ کرتا ہے، مثال کے طور پر۔ ارکیڈونک ایسڈ اور ڈوکوساہیکسینوک ایسڈ، سگنلنگ مصنوعات کی اسی طرح کی سیریز تیار کرنے کے لیے۔ رد عمل والے آکسیجن پرجاتیوں کو کنٹرول شدہ رد عمل میں بھی استعمال کیا جاتا ہے جس میں سنگلٹ ڈائی آکسائیجن شامل ہوتا ہے جسے قدرتی ٹرپلٹ ڈائی آکسائیجن سے ڈیکسٹر توانائی کی منتقلی (ٹرپلٹ-ٹرپلٹ اناہیلیشن) کے بعد ٹائپ II فوٹو آکسیجینیشن رد عمل کے طور پر جانا جاتا ہے اور فوٹوسنسیٹائزر کی ٹرپلٹ پرجوش حالت۔ اس سنگلٹ ڈائی آکسائیجن پرجاتیوں کے ساتھ عام کیمیائی تبدیلیوں میں، دوسروں کے علاوہ، سیلولوسک بائیو ویسٹ کو نئے پوائلمیتھائن رنگوں میں تبدیل کرنا شامل ہے۔ تاریخ اور نام 20 ویں صدی کے آخر تک لفظ "ریڈیکل" کیمسٹری میں ایٹموں کے کسی بھی جڑے ہوئے گروپ کی نشاندہی کرنے کے لیے استعمال ہوتا تھا، جیسے کہ میتھائل گروپ یا کاربوکسیل، چاہے وہ کسی بڑے مالیکیول کا حصہ ہو یا خود ہی کسی مالیکیول کا۔ ریڈیکل کو اکثر آر گروپ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس کے بعد ان باؤنڈ کیس کی وضاحت کے لیے کوالیفائر "فری" کی ضرورت تھی۔ حالیہ ناموں میں ترمیم کے بعد، ایک بڑے مالیکیول کے ایک حصے کو اب فنکشنل گروپ یا سبسیٹیوینٹ کہا جاتا ہے، اور "ریڈیکل" کا مطلب اب "فری" ہے۔ تاہم، پرانے نام اب بھی کچھ کتابوں میں نظر آسکتے ہیں۔ ریڈیکل کی اصطلاح پہلے سے ہی استعمال میں تھی جب اب متروک ریڈیکل تھیوری تیار کی گئی تھی۔ لوئس برنارڈ گائٹن ڈی موروو نے 1785 میں "ریڈیکل" کا جملہ متعارف کرایا اور اس جملے کو انٹوین لاوویسیئر نے 1789 میں اپنی ٹریٹی ایلمینٹیئر ڈی چیمی میں استعمال کیا تھا۔ اس کے بعد ایک ریڈیکل کی شناخت بعض ایسڈ کی جڑ کی بنیاد کے طور پر کی گئی (لاطینی لفظ "ریڈکس" جس کا مطلب "جڑ" ہے)۔ تاریخی طور پر، ریڈیکل تھیوری میں ریڈیکل کی اصطلاح مالیکیول کے پابند حصوں کے لیے بھی استعمال ہوتی تھی، خاص طور پر جب وہ رد عمل میں تبدیل نہیں ہوتے ہیں۔ ان کو اب فنکشنل گروپس کہا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، میتھائل الکحل کو میتھائل "ریڈیکل" اور ہائیڈروکسیل "ریڈیکل" پر مشتمل بتایا گیا تھا۔ جدید کیمیائی معنوں میں نہ ہی ریڈیکلز ہیں، کیونکہ وہ مستقل طور پر ایک دوسرے سے جڑے ہوئے ہیں، اور ان میں کوئی غیر جڑے ہوئے، رد عمل والے الیکٹران نہیں ہیں۔ تاہم، جب وہ توانائی سے بھرپور الیکٹرانوں کے ساتھ تابکاری کے ذریعے ٹوٹ جاتے ہیں تو انہیں ماس سپیکٹرومیٹری میں ریڈیکلز کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ جدید سیاق و سباق میں شناخت شدہ پہلا نامیاتی (کاربن پر مشتمل) ریڈیکل ٹرائیفینیل میتھائل ریڈیکل، (C6H5) 3C تھا۔ اس نسل کو موسی گومبرگ نے 1900 میں دریافت کیا تھا۔ 1933 میں مورس ایس کھاراش اور فرینک میو نے تجویز پیش کی کہ آزاد ریڈیکلز مرکوونکوف مخالف ہائیڈروجن برومائڈ کے ایلائل برومائڈ میں اضافے کے ذمہ دار ہیں۔ کیمسٹری کے زیادہ تر شعبوں میں، ریڈیکلز کی تاریخی تعریف کا دعوی ہے کہ مالیکیولز میں نان زیرو الیکٹران اسپن ہوتا ہے۔ تاہم، سپیکٹروسکوپی اور ایسٹرو کیمسٹری سمیت شعبوں میں، تعریف قدرے مختلف ہے۔ گیرہارڈ ہرزبرگ، جنہوں نے الیکٹران کی ساخت اور ریڈیکلز کی جیومیٹری پر اپنی تحقیق کے لیے نوبل انعام جیتا تھا، نے آزاد ریڈیکلز کی ایک ڈھیلی تعریف تجویز کی: "کوئی بھی عارضی (کیمیائی طور پر غیر مستحکم) نوع (ایٹم، مالیکیول، یا آئن)"۔ ان کی تجویز کا بنیادی نکتہ یہ ہے کہ بہت سے کیمیائی طور پر غیر مستحکم مالیکیول ہوتے ہیں جن میں صفر گھماؤ ہوتا ہے، جیسے کہ C2، C3، CH2 وغیرہ۔ یہ تعریف عارضی کیمیائی عمل اور فلکیاتی کیمسٹری کی بحث کے لیے زیادہ آسان ہے ؛ اس لیے ان شعبوں کے محققین اس ڈھیلی تعریف کو استعمال کرنے کو ترجیح دیتے ہیں۔ کیمیائی تعاملات میں عکاسی کیمیائی مساوات میں، ریڈیکلز کو اکثر جوہری علامت یا سالماتی فارمولے کے فورا دائیں طرف رکھے ہوئے نقطے سے ظاہر کیا جاتا ہے جیسا کہ مندرجہ ذیل ہے: ریڈیکل ری ایکشن میکانزم واحد الیکٹرانوں کی حرکت کو ظاہر کرنے کے لیے ایک سر والے تیروں کا استعمال کرتا ہے: ٹوٹنے والے بانڈ کا ہومولیٹک کلیویج "فش ہک" تیر سے کھینچا جاتا ہے تاکہ معیاری گھوبگھرالی تیر سے دکھائے جانے والے دو الیکٹرانوں کی معمول کی حرکت سے فرق کیا جا سکے۔ بریکنگ بانڈ کا دوسرا الیکٹران بھی حملہ آور ریڈیکل الیکٹران کے ساتھ جوڑنے کے لیے حرکت کرتا ہے۔ ریڈیکلز ری ایکٹیو انٹرمیڈیٹس کے طور پر ریڈیکل ایڈیشن اور ریڈیکل متبادل میں بھی حصہ لیتے ہیں۔ ریڈیکلز پر مشتمل سلسلہ وار رد عمل کو عام طور پر تین الگ الگ عملوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ یہ ابتداء، تبلیغ اور خاتمہ ہیں۔ ابتدائی رد عمل وہ ہوتے ہیں جن کے نتیجے میں ریڈیکلز کی تعداد میں خالص اضافہ ہوتا ہے۔ ان میں مستحکم انواع سے ریڈیکلز کی تشکیل شامل ہو سکتی ہے جیسا کہ اوپر رد عمل 1 میں ہے یا وہ زیادہ ریڈیکلز بنانے کے لیے مستحکم انواع کے ساتھ ریڈیکلز کے رد عمل کو شامل کر سکتے ہیں۔ پھیلاؤ کے رد عمل وہ رد عمل ہیں جن میں ریڈیکلز شامل ہوتے ہیں جن میں ریڈیکلز کی کل تعداد یکساں رہتی ہے۔ اختتامی رد عمل وہ رد عمل ہیں جن کے نتیجے میں ریڈیکلز کی تعداد میں خالص کمی واقع ہوتی ہے۔ عام طور پر دو ریڈیکلز ایک زیادہ مستحکم نوع بنانے کے لیے یکجا ہوتے ہیں، مثال کے طور پر: 2 سی ایل → سی ایل 2 الیکٹران جوڑا عالمی سطح پر ہارمونائزڈ سسٹم آف کلاسفیکیشن اینڈ لیبلنگ آف کیمیکلز ہوفمین-لوفلر ری ایکشن فری ریڈیکل ریسرچ اے آر سی سینٹر آف ایکسی لینس فار فری ریڈیکل کیمسٹری اینڈ بائیوٹیکنالوجی حوالہ جات ویڈیو کلپس پر مشتمل مضامین حیاتیاتی عمل بائیو مالیکیولز کیمیائی تعلقات ماحولیاتی کیمسٹری سینسینس