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时间：2022-01-09
《自由基、活性氧、氧自由基的概念》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、自由基、活性氧、氧自由基的概念中山醫學大學應用化學系呂鋒洲教授一、基與自由基的定義“基”(radical)這個名詞在化學中常用來表示不同的原子團，如碳酸基(CO32-)、硝酸基(NO3-)、甲基(CH3-)等。而“自由基”(freeradical)是指能獨立存在的，含有一個或一個以上不配對電子的任何原子或原子團。一、基與自由基的定義一個或一個以上不配對電子的存在使自由基能受到磁場的吸引(即順磁性)，並使它們具有高度活性。在化學反應中和生物體內有許多自由基(如氫原子等)。當化合物的共價鍵斷裂時，成對的電子由兩個原子均分，這一過程就
2、稱為均裂(homolyticfission)。共價C-O-鍵需要在450~600°C的高溫才會斷開，化學加研究了高溫氣相反應中的很多自由基反應，認為燃燒就是一個自由基過程。一、基與自由基的定義如A、B是以共價鍵結合的兩個原子(×代表電子)，均裂可表示如下：A×是A自由基，以A˙表示，B×是B自由基，以B˙表示。水分子中的一個共價鍵均裂，則生成氫自由基(H˙)和羥自由基(˙OH)。和均裂相反的是異裂(heterolyticfission)，當共價鍵異裂時，一個原子接受了成對的電子，如下：一、基與自由基的定義A得到一個額外的電子而帶
3、負電荷，B失去一個電子則帶正電荷，如水的異裂生成H+和OH-，它們分別稱為氫離子和氫氧根離子。它們都不存在不配對的電子，因此不是自由基。二、氧及其衍生物天然存在的氧分子(如圖一所示)是自由基，它有兩個不配對的電子，分別位於不同的π*反鍵軌道上。兩個電子有相同的自旋量子數(自旋平行)。這是氧的最穩定的狀態或稱為基態(groundstate)氧。當氧分子氧化另一原子或分子時，必須接受兩個電子，而且這兩個電子必須是反平行自旋的才能填入π*軌道的空格中。二、氧及其衍生物按照pauli’s原則在原子或分子軌道中的兩個電子都是自旋相反的，所
4、以不可能滿足此標準，這就限制了電子向氧分子上的轉移，使O2指能一次接受一個電子(自旋限制)，這就意味著氧只能緩慢地與很多非自由基物質起反應。二、氧及其衍生物活潑形式的氧稱單線態氧(singletoxygen)，它是基態氧接受了能而轉變成的。單線態氧有兩種：1ΔgO2狀態比基態氧的能量高出93.7kJ(22.4kcal)；1Σg+狀態則更活潑比基態氧的能量高出156.9kJ(37.5kcal)。1ΔgO2不是自由基，它沒有不配對的單電子，這兩種單線態氧都已不存在自旋限制，它們的氧能力都大大增加。二、氧及其衍生物如果在基態氧上加一個
5、電子，它必然進入一個π*反鍵軌道。此時基態氧接著就成為超氧化物自由基(superoxideradical，或超氧陰離子自由基)，它僅具有一個未配對的電子。當再獲得一個
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