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2025-01-12
近期要考化学Reactivity 3的DP同学都是如何备考的呢？
瀚海教师团队特意整理了一份DP化学干货！让我们一起来看看化学Reactivity 3有哪些备考点吧！
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Reactivity 3.3中的Free Radical substitution（自由基取代反应）一直是一个必考点。
那什么是Free Radical（自由基）呢？
在化学中Free Radical指的是那些拥有Unpaired electron的Atom or Group of atom。
正是因为有Unpaired electron，Free radical的electron有非常强的Pairing倾向，这让它们非常的Reactive（见图1）。
Free radical的产生需要一个过程叫做Homolytic fission（均相裂解）。
Homolytic fission让Covalent bond断裂，并均匀地将electron分配给bonding两边的atom。
众所周知，Single bond中有两个electron，Homolytic fission会将这两个电子分给bonding两端的atom，“一人一个”，形成两个Free Radical作为Product（见图2）。
这个过程会需要外界的能量输入，很合理，因为想让Covalent bond断裂肯定是需要能量的。
比较常见的能量来源是Ultraviolet light（紫外线），在题目中用hv符号表示，有时候也可以用加热作为反应条件。
现在你已经了解了Free radical是什么，以及它是怎么来的了。
我们可以开始了解Free Radical substitution（自由基取代反应）了。
Frees Radical substitution指的是当Free radical被产生后，这些活泼的Free Radical去“进攻”某个Molecule（分子），从而发生的取代反应。
由自由基的Atom取代原来的atom（大多数情况下是H）的过程，整个过程可以分为三步。
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01
Initiation step（启动步骤）
想让这个反应发生必须要有新的Free Radical产生。
Initiation step指的是那些产生新的Free radical的反应。
在紫外线（hv）的作用下，Homolytic fission发生，Chlorine分子的Covalent bond断裂，产生
两个新的Cl Free Radical（见图3）：
02
Propagation step（增长步骤）
有了Free Radical后，它就要开始“进攻”其他molecule了。
在Propagation step中，一个正常的molecule被Free Radical进攻，产生另一个新的Molecule和另一个新的Free Radical（见图4）。
如上图所见，Propagation step的反应方程为：
Free Radical 1 + Molecule 1 → Free Radical 2 + Molecule 2
CH4 molecule被Cl Free Radical进攻，产生新的Molecule HCl + 新的Free Radical CH3。
由于Propagation Step会不停的产生新的Radical，因此它是可以一直重复进行下去的，形成一个“连锁反应”，直到所有H都被取代为止。
03
Termination step（终止步骤）
终止步骤就比较好理解了，我们思路打开，两个Free Radical能不能互相“进攻”呢？
当然是可以的。
当两个Free radical发生反应，结合形成一个稳定的Molecule，反应就会走向终止（见图5）。
Termination Step的反应方程为：
Free Radical 1 + Free Radical 2 → Molecule
在这三个步骤中，比较容易混淆的是Initiation step和Propagation step。
因为这两个步骤都有产生Free Radical。
要区分它们两，我们只需要注意Propagation step除了产生一个新的Free radical以外，还会产生一个稳定的Molecule。
而Initiation step是只产生新的Free Radical，不产生稳定的Molecule。
下面来尝试一下真题吧！
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