Zanjir reaktsiyalari haqida tushuncha

Kimyoni chuqurroq o'rganganimizda, molekulyar dunyoning murakkabligini tushunish uchun turli reaktsiya mexanizmlarini o'rganamiz. Ushbu mexanizmlardan biri zanjirli reaktsiyalardir. Zanjirli reaktsiyalar - bu boshlang'ich mahsulotning reaktsiyasi natijasida hosil bo'lgan mahsulotlar boshqa reaktsiyalarda boshlang'ich materialga qaytishda davom etadigan dinamik jarayon. Ushbu maqola zanjir reaktsiyalarining ta'rifi, tasnifi, ahamiyati va real hayotda qo'llanilishiga qaratiladi.

Zanjir reaktsiyalarining ta'rifi

Zanjirli reaktsiyalar - bu reaktsiya natijasida hosil bo'lgan mahsulotlar boshqa reaktsiyalarda boshlang'ich mahsulot qaytadan boshlang'ich materialga aylanishni davom ettiradigan reaktsiyalar. Bu jarayonda molekula yoki atomning reaksiyalarda ishtirok etishi uning boshqa molekulaga ta’sir etishiga va zanjir reaksiyasini davom ettirishiga olib keladi. Zanjirli reaktsiyalar odatda uch bosqichda sodir bo'ladi: boshlash, tarqalish va tugash.

Zanjir reaktsiyasi bosqichlarining asosiy turlari quyidagi turlardan iborat.

• Boshlanish ( termik yoki fotokimyoviy bosqichda faol zarrachalar yoki zanjir tashuvchilar, ko'pincha erkin radikallar hosil bo'lishi)
• Tarqalishi (siklning bir nechta elementar bosqichlarini o'z ichiga olishi mumkin, bunda faol zarracha reaktsiya orqali keyingi elementar bosqichga o'tish orqali reaktsiya zanjirini davom ettiradigan boshqa faol zarrachani hosil qiladi). Aslida, faol zarracha tarqalish siklining umumiy reaktsiyasi uchun katalizator bo'lib xizmat qiladi. 
• Tugatish (faol zarracha faolligini yo'qotadigan elementar bosqich; masalan, ikkita erkin radikalning rekombinatsiyasi).

Batafsil misol: vodorod-brom reaksiyasi

H₂ + Br₂ → 2HBr reaktsiyasi quyidagi mexanizm bilan boradi:

• Boshlash

Br₂ → 2Br^• (termik) yoki Br₂ + hn → 2Br^• (fotokimyoviy)

har bir Br atomi erkin radikal bo'lib, juftlashtirilmagan elektronni ifodalovchi "•" belgisi bilan ko'rsatilgan.

• Tarqatish (bu erda ikki bosqichli sikl)

Br^• + H₂ → HBr + H^•

H^• + Br₂ → HBr + Br^•

bu ikki bosqichning yig'indisi umumiy H₂ + Br₂ → 2HBr reaktsiyasiga to'g'ri keladi,   birinchi bosqichda ishtirok etadigan va ikkinchi bosqichda qayta tiklanadigan Br^• tomonidan katalizlanadi.

• Retardatsiya

H^• + HBr → H₂ + Br^•

bu qadam ushbu misolga xos bo'lib, teskari yo'nalishda birinchi tarqalish bosqichiga mos keladi.

• Tugatish 2Br^• → Br₂

Bu misolda teskari boshlashga mos keladigan ikkita radikalning rekombinatsiyasi.

Tasnifi

Zanjirli reaksiyalarni reaksiya muhiti va boshlovchi molekula turiga qarab turlicha tasniflash mumkin. Birlamchi tasnif zanjir reaksiyalarining gomogen yoki geterogen ekanligiga asoslanadi. Gomogen zanjirli reaksiyalar reaksiya muhitida barcha molekulalar bir fazada bo‘ladigan reaksiyalardir. Turli fazalardagi molekulalar o'rtasida geterogen zanjir reaktsiyalari sodir bo'ladi.

Muhimligi va qo'llanilishi

Zanjirli reaktsiyalar ko'plab kimyoviy jarayonlarda asosiy rol o'ynaydi va sanoatda qo'llanilishidan biokimyoviy hodisalargacha bo'lgan keng doiradagi ilovalarda topilishi mumkin. Polimerlanish reaktsiyalari, biologik tizimlarda sodir bo'ladigan ba'zi metabolik jarayonlar va sanoat sintezida qo'llaniladigan ba'zi organik reaktsiyalar zanjirli reaktsiyalarga misoldir.

Ayniqsa, polimer ishlab chiqarishda zanjirli reaksiyalar monomer molekulalarini birlashtirib, uzun polimer zanjirlarini hosil qilish imkonini beradi. Bu plastmassa va elastomerlarni ishlab chiqarishda juda muhimdir. Bundan tashqari, biokimyoviy zanjir reaktsiyalari hujayra energiya ishlab chiqarishdan DNK replikatsiyasigacha bo'lgan ko'plab biologik jarayonlarni tartibga soladi.

Real dunyo qo'llanilishi

Zanjir reaktsiyalarining real dunyoda qo'llanilishi juda xilma-xildir. Masalan, avtomobil dvigatellarida sodir bo'ladigan yonish reaktsiyalari zanjirli reaktsiyalarga misol bo'la oladi. Bir marta boshlangan yonish reaktsiyasi yoqilg'ini doimiy ravishda yoqish orqali dvigatelni energiya bilan ta'minlaydi.

Bundan tashqari, biologik tizimlardagi fermentativ reaktsiyalar ham zanjir reaktsiyalariga asoslanadi. Hujayralarning nafas olishi va fotosintez kabi asosiy biologik jarayonlar bosqichma-bosqich zanjirli reaktsiyalarga tayanadi.

Xulosa

Zanjir reaktsiyalari kimyoning asosiy tamoyillaridan biri bo'lib, ko'plab tabiiy hodisalar va sanoat jarayonlarini tushunishda muhim rol o'ynaydi. Ushbu reaktsiyalar kimyogarlar va tadqiqotchilarga molekulyar dunyoning murakkabligini aniqlash va nazorat qilish qobiliyatini beradi. Bundan tashqari, ular zanjirli reaktsiyalarning fanlararo ahamiyatini ko'rsatadigan sanoat ilovalaridan tortib biologik tizimlargacha bo'lgan keng doiradagi sohalarda qo'llaniladi.