Uglevodorodlar tarkibi ikkitagina elementlardan uglerod va vodorod atomlaridan tashkil topgan organik birikmalar uglevodorodlar deb ataladi

C−H bog’ining uzilishi bilan boradigan reaksiyalar

(radikal o’rin olish reaksiyalari (S_R).
Alkanlarda C−C va C−H bog’lari хam aktiv ozod radikallar ta’sirida gomolitik parchalanadi. Natijada vodorod atomi boshqa atom va atomlar guruhiga almashinadi. Alkanlar radikal o’rin olish mexanizmi bo’yicha reaksiyalarga kirishadi, S_R belgisi bilan belgilanadi (inglizcha substitution radicalic).

Galogenlash. Alkanlar yoddan boshqa galogenlar bilan reaksiyaga kirishib, mono- va poligalogenalkanlarni hosil qiladi. Galogenlar quyidagi qator bo’yicha alkanlar bilan ta’sirlashadi: F₂>Cl₂>Br₂.

Alkanlarga to’g’ridan-to’g’ri ftor ta’sir ettirilganda, bu reaksiya ekzotermik reaksiya bo’lib, ajralib chiqqan energiya C-C bog’ini uzib tashlaydi. Natijada ftoralkanlarning murakkab aralashmasi hosil bo’ladi. Shuning uchun bu usuldan ftoralkanlarni olishda kam foydalaniladi.

Alkanlarni xlor bilan boradigan reaksiyasi kamroq ekzotermik reaksiya bo’lib, bu fotoximiyaviy (UB-nurlar ta’sirida) yoki termik (300⁰C) jarayonda amalga oshadi. Metanni xlorlash reaksiyasi misolida radikal o’rin olish reaksiya meхanizmini ko’rib chiqamiz.
CH₄ + Cl₂ ^hv HCl + CH₃Cl xlormetan

CH₃Cl + Cl₂ ^hv HCl + CH₂Cl₂ dixlormetan

CH₂Cl₂ + Cl₂ ^hv HCl + CHCl₃ trixlormetan

CHCl₃ + Cl₂ ^hv HCl + CCl₄ tetraxlormetan

Reaksiya zanjir reaksiyasi bo’lib, radikal o’rin olish reaksiyasi mexanizmi bo’yicha boradi. Bu reaksiya mexanizmini sovet olimi N.N.Semyonov o’rgangan. Bu zanjir jarayoni uch bosqichda amalga oshadi: 1) initsirlanishi (boshlanishi), 2) o’sishi va 3) uzilishi (to’xtashi).

Initsirlanish reaksiyasi ultrabinafsha-nurlar bilan nurlantirish natijasida kam miqdordagi xlor molekulasidagi Cl-Cl bog’ining uzilishi orqali reaksion qobiliyatli radikallar hosil bo’lishi hisobiga boshlanadi.

Yorug’lik energiyasi ta’sirida neytral xlor molekulasi radikallarga parchalanadi. Juftlashmagan elektron tutgan atom yoki guruh radikal deyiladi. Hosil bo’lgan xlor atomi toq elektron tutgani uchun uni xlorning erkin radikali deyish mumkin. Хlor radikali o’zining toq elektronini juftlashtirishga intiladi va metan molekulasiga ta’sir etadi, o’sish bosqichi boshlanadi.

Xlor radikali metandagi bitta vodorod atomini olib, vodorod xlorid hosil qiladi va erkin metil radikalini ajratib chiqaradi. Metil radikali esa ikkinchi molekula xlorga ta’sir etib, metilxloridni hosil qiladi va xlor radikalini ajratib chikaradi.

Hosil bo’lgan xlor radikali yana metil molekulasiga hujum qiladi va yuqoridagi jarayonlar qayta takrorlanadi. Bu reaksiya zanjirli radikal reaksiya deyiladi. Reaksiya ohirida mono-, di-, tri-, tetra-xlormetanlar aralashmasi hosil bo’ladi.

Cl^. + CH₃Cl ^.CH₂Cl + HCl

^.CH₂Cl + Cl₂ CH₂Cl₂ + Cl^.

Cl^. + CH₂Cl₂ ^.CHCl₂ + HCl

^.CHCl₂ + Cl₂ CHCl₃ + Cl^.

Cl^. + CHCl₃ ^.CCl₃ + HCl

^.CCl₃ + Cl₂ CCl₄ + Cl^.

Uzilish boskichi. Ba’zan ikki radikalning to’qnashishi natijasida beqaror mahsulotlar hosil bo’ladi. Bunda zanjir o’sishi to’xtaydi.
^.CH₃ + ^.CH₃ CH₃‒CH₃

^.CH₃ + Cl^. CH₃‒Cl

Cl^. + Cl^. Cl₂

Reaksiya to’xtab qolmasligi uchun alkan va xlor aralashmasi doimo nurlantirib turiladi yoki erkin xlor radikali hosil bo’lguncha qizdirib boriladi.

Etan ham shunday xlorlanadi. Lekin propanni xlorlanishi quydagicha boradi:

Yuqori alkanlar ham zanjir reaksiyasi sharoitida galogenlash reatsiyasiga kiradi. Galogenning radikali bunda avval uchlamchi uglerod atomidagi vodorodga, keyin ikkilamchi va ohiri birlamchi ugleroddagi vodorod atomiga hujum kiladi. Bunga sabab, uchlamchi uglerod atomi bilan vodorod atomi bog’ining energiyasi 376 kDj/mol, ikkilamchi uglerod atomi bilan vodorod atomi bog’ining energiyasi 390 kDj/mol va nihoyat birlamchinik – 415 kDj/mol, shuning uchun uchlamchi uglerod-vodorod bog’i oson gomolitik uziladi. Bunda hosil bo’ladigan radikallarning barqarorligi quyidagicha ortib boradi.

Qanchalik ozod radikal barqaror bo’lsa, u shunchalik oson hosil bo’ladi. Uchlamchi radikallar, ikkilamchi, birlamchi radikallarga nisbatan barqaror bo’lib, alkanlarni galogenlashda C−H bog’ining reaksion qobiliyati quyidagicha ortib boradi: birlamchi < ikkilamchi < uchlamchi uglerod atomi.

Galogenlarning alkanlar bilan o’zaro ta’sirlashuvi turlicha bo’lib, yod hosilalarini alkanlarga to’g’ridan-to’g’ri yod ta’sir etirib olish qiyin, chunki bu reaksiya endotermik reaksiya bo’lib, yod radikalinining reaksion qobiliyati past bo’lganligi uchun qiyin bo’ladi. Qaytar reaksiya bo’lib, hosil bo’lgan yodovodorod alkilyodidni yana alkanlarga qaytaradi.