はじめに:
化学反応の大部分は、既存の化学結合の破壊と新しい化学結合の生成を伴います。一方、化学結合はさまざまな方法で切断できます。また、化学反応の最終的な結果を決定する上で重要なのは、反応中に化学結合が切断される方法です。結合分裂は、化学結合 (通常は共有結合) が発生したときに切断することを表すために使用される用語です。ホモリティック分裂とヘテロリティック分裂は、発生する可能性のある結合分裂の 2 つの基本的なタイプです。
ホモリティック分裂とは
ホモリシス分裂（ホモリシスとしても知られる）は、分子の解離を通じて、特定の分子の元の断片のそれぞれによって 1 つの電子が保持される結合分裂の一種です。これは、最も頻繁に観察されるタイプの結合分裂の 1 つです。電気的に中性に帯電した分子がホモリティック分裂を受けると、反応の副産物として 2 つのフリーラジカルが生成されます。 (それぞれの化学種が結合ペアから 1 つの電子を保持するため)。
ホモリティック分裂は、いくつかの用語を挙げると、ホモリティック切断または結合ホモリシスとも呼ばれることに注意してください。これらの語句はギリシャ語のホモに由来すると考えられており、この概念はおおよそイコール ブレイキングとして表現される可能性があります。
分子ホモリティック分裂は、ジュールで測定される分子のホモリティック結合解離エネルギーからのエネルギーの放出によって促進されます。次のセクションでは、2 つのフリーラジカル (A
ホモリティック分裂
ほとんどの場合、溶液中の分子のホモリティック分裂を開始するには、かなりの量のエネルギーが必要です。混乱を避けるため、この形式の結合分裂については、以下に示す状況のコンテキストでのみ説明します。
分子が紫外線にさらされると、変化します (電磁スペクトルの紫外領域に対応する電磁放射)
ホモリティック分裂に必要な結合解離エネルギーを克服するために、分子はその結果を達成するために十分な量の熱にさらされなければなりません.
分子の熱分解を促進するために、プロセスを加速するために炭素化合物を無酸素環境で非常に高い温度で処理します。
状況によっては、分裂プロセス中に分子に少量の熱を与えるだけでホモリティック分裂を実行できます。たとえば、過酸化物では、酸素-酸素結合のホモリティック開裂がその例です。この場合、分子内結合はかなり弱く、結合解離エネルギーが非常に低いことを意味します。したがって、わずかな量の熱エネルギーだけを使用して、このバリアを突破することが可能です。
ヘテロリティック分裂とは
ヘテロリシスとも呼ばれる組織分解性分裂は、2 つの化学種間の共有結合が不均一に切断される結合分裂であり、電子の結合対が化学種の 1 つによって保持され、電子の結合対が放出されます。他の化学種によって（一方、他の種は結合ペアからのそのような電子を保持しません）。中性荷電分子のヘテロリティック分裂の生成物の 1 つは正電荷を持ちますが、分子がヘテロリティック分裂を受けると、他の生成物は負電荷を持ちます。
特に、一般に陽イオンと呼ばれる中性分子の異種分解分裂の正に帯電した結果は、結合分裂の結果として結合電子が保持されなかった化学種です。ただし、ヘテロリシスの負に帯電した結果 (陰イオンとしても知られる) は、ヘテロリシスの正に帯電した生成物とは対照的に、結合分裂プロセスの後に両方の結合電子を保持する化学種です。
「ヘテロリシス」はギリシャ語に由来する用語で、大まかに「不平等な内訳」と訳すことができます。一部のサークルでは、ホモリティック切断と呼ばれます。次のセクションでは、分子 AB がヘテロリティック分裂を受ける可能性のある 2 つの方法を示す画像を示します。最初の状況では、B は電子の結合対を保持するため、B は陰イオン、A は陽イオンとして指定されます。 2 番目のシナリオによると、A は結合ペアを保持し、陰イオンに変換されますが、B は陽イオンに変換されます。
ヘテロリティック分裂
共有結合がヘテロリティック分裂を受けると、通常、電気陰性度の大きい結合種が電子の結合対を保持し、負電荷を受け取るという事実にも注目できます。一方、より陽性の種は、多くの場合、電子を保持することができないため、正の電荷を獲得します。
ホモリティック結合解離エネルギーは、頻繁に使用される用語であるヘテロリティック切断を使用して共有結合を切断するために必要なエネルギーです (ホモリティック結合解離エネルギーと混同しないでください)。共有結合の結合エネルギーを参照する場合、この値は値を示すために使用されることがあります。塩化水素分子では、以下の化学反応に示されているように、均一分裂の例を観察できます。
H-Cl → H+ + Cl–
塩素の電気陰性度は水素の電気陰性度よりも強いため、塩素原子は水素原子と形成された電子の結合対を保持します。したがって、反応の副生成物として塩化物陰イオンと水素陽イオンが生成されます。
ホモリティック切断とヘテロリティック切断による共有結合の切断の比較
同じ種類の結合を使用すると、ヘテロリティック結合の解離エネルギーが、同じタイプの結合のホモリティック結合の解離エネルギーよりも大幅に大きいことが観察できます。中性分子のヘテロリシスにより、正イオンと負イオンの両方が形成されます。厳密に反対されているこれらの電荷の分離には、かなりの量のエネルギーが必要です。気相では、ホモリシスとして知られるより単純なメカニズムを介して結合解離が起こります。一方、ヘテロリシスは、イオン化溶媒での好ましいタイプの破壊です。
結論:
結論として 結合原子が異なる電気陰性度の違いを持ち、低温で極性溶媒が存在する場合、ヘテロリティック分裂が発生する可能性が高くなります。ホモリティック分裂では、結合した原子のそれぞれが、以前にそれらの間で共有されていた電子の 1 つを受け取るような方法で、共有結合が切断されます。
