Как проходит цепная реакция

Цепная реакция -это реакция, идущая таким образом, что каждая последующая ее стадия инициируется частицей, появившейся (выделившейся) как продукт реакции на предыдущей стадии. Как правило, в роли таких частиц выступают свободные радикалы, если речь идет о химических цепных реакциях. В случаях с ядерными цепными реакциями, такими частицами являются нейтроны. В разработку теории цепных реакций внес большой вклад наш соотечественник Семенов, удостоенный за это Нобелевской премии. Как проходят цепные реакции?

Рассмотрите одну из разновидностей цепных химических реакций – галогенирование предельных углеводородов (алканов). Возьмите для примера самый простой углеводород – метан. Его формула CH4. Как идет хлорирование метана?

Прежде всего, нужно инициировать процесс. Под действием ультрафиолетового облучения, молекула хлора распадается на атомы: Cl2 = Cl. + Cl.

Атомарный хлор чрезвычайно химически активен, он тут же «атакует» молекулу углеводорода, «отбирая» у нее электрон, с помощью которого достраивает свой электронный уровень до устойчивого состояния. Но в результате образуется другой радикал CH3, который тут же вступает во взаимодействие с молекулой Cl2, образуя молекулу хлорметана СН3Сl и атомарный радикал Cl. Общая схема этой стадии: СН4+Cl2=CH3Cl+HCl.

Соответственно, молекула хлорметана мгновенно подвергается «атаке» этого атомарного хлора, который «отбирает» электрон у второго атома водорода. В результате чего снова образуется углеводородный радикал. А тот вступает в реакцию с очередной молекулой хлора, и получается молекула дихлорметана, или хлористого метилена, и хлористый водород: CH3Cl3+ Сl2 = СH2Сl2 + HCl.

По точно такой же схеме идет последующая стадия реакции, в результате чего из дихлорметана (хлористого метилена) образуется трихлорметан (хлороформ): СНCl3.

И последняя стадия – образование из хлороформа тетрахлорметана (или четыреххлористого углерода) CCl4. Реакция заканчивается, когда атомы хлоры уже не могут больше вытеснять атомы водорода, занимая их места.