Alkane Halogenation: Stability and Reaction Rates

Alkane halogenation is shaped by thermodynamic stability and reaction rate. In radical halogenation, the key question is whether the reaction is favorable and how fast it happens. Gibbs free energy, or ΔG, helps answer the first question.

ΔG has two parts: enthalpy, or ΔH, and entropy, or ΔS. For...

烷烃的自由基卤化反应中，不同卤素的反应活性顺序不同。

这一差异可以从反应的热力学角度来理解。

对于烷烃卤化反应，由于反应物和产物的分子数相等，熵变项可忽略不计。因此，ΔG 等于 ΔH。

以甲烷的自由基氟化反应为例。该反应的焓变可通过被断裂键和新形成键的键解离能进行估算。

该反应的总ΔH为负值且绝对值较大，使得反应在热力学上有利，但具有高度爆炸性且不具实际可行性。

相反，对于碘化反应，正值的ΔH使其在热力学上不利，因而无法实现。 

因此，仅氯化和溴化具有负的ΔH 数值在热力学上是有利的，并且在实践中是可行的。