化學鏈反應（英文名稱chemistry chain reaction）又稱為自由基鏈反應（radical chain reaction），是對一種化學反應過程的定義，表明該反應過程的歷程、機理是以高活性的自由基為鏈載體、借自由基的傳播而進行的鏈式化學反應。又稱連鎖反應，反應過程是由大量反覆循環的連串反應所組成，是一種具有特殊規律的常見的複合反應。化學鏈反應由鏈的引發、鏈的傳遞和鏈的終止幾步反應組成。化學鏈反應是分子之間發生的反應形式之一，例如自由基共聚合反應、離子聚合反應，各種爆炸反應等，由於機理的不同又有直鏈反應和支鏈反應之分：
基本介紹
- 中文名：化學鏈反應
- 外文名：chemistry chain reaction
- 又稱：為自由基鏈反應
- 類別：鏈式化學反應
自由基與化學鏈反應引發劑,鏈反應的一般步驟,直鏈反應和支鏈反應,
自由基與化學鏈反應引發劑
自由基又叫做游離基，指具有一個或多個不成對電子的不帶電荷的物種。在加熱或光照的作用下，某些有機分子中組成共價鍵的一對電子發生均裂，生成自由基。自由基一般是由幾個原子組成的，例如·CH3、·CH2CH3等，也有未成鍵的單電子，例如H·、Cl·等。自由基屬於活性中間體，大多數的自由基都很活潑，在反應中只能瞬間存在。自由基引發劑是一類容易受熱分解成自由基的化合物，被用作化學反應的引發劑。這類化合物的鍵斷裂能介於104.5~167.2kJ/mol之間，加熱溫度為50~150℃.常用的自由基引發劑有：
（1）有機過氧化物:如過氧化環己酮、過氧化二苯甲醯、叔丁基過氧化氫等；
（2）偶氮類引發劑：如偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈等。
為了提高引發劑的分解速率，加快鏈反應的進行，有機過氧化物與還原劑（如Fe、Co等變價離子和叔胺類有機化合物）相匹配，構成氧化還原引發體系，可使聚合等鏈反應在較低的溫度下進行。
鏈反應的一般步驟
鏈反應有以下三步組成，即：
（1）鏈的引發：鏈反應的開始，自由基在熱的作用下分解產生自由基：以H2 + Cl2→2HCl 反應為例，即：
Cl2→ 2 Cl·
（2）鏈的傳遞：自由基與穩定分子發生作用形成產物，同時又生成新的自由基，反應如同鏈鎖一樣連續進行下去；
Cl· + H2 → HCl + H·
H· + Cl2→HCl + Cl·
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試驗證明一個Cl·自由基往往能循環反應生成10~10個HCl分子；
（3）鏈的終止：在鏈反應進行中，鏈的傳遞物在氣相中相互碰撞發生重合或歧化形成穩定分子放出能量，也可在氣相中或器壁上發生三體碰撞形成穩定分子，而放出的能量被器壁吸收，使鏈的傳遞終止:
2 Cl· + M → Cl2 + M
直鏈反應和支鏈反應
直鏈反應是指鏈的載體參加反應後，有時可使自由價保持守恆，有時可使自由價增多，有時也可使其消失。凡是在反應前後自由價保持恆定的鏈反應稱謂直鏈反應；在鏈的傳遞過程中，每個鏈反應的鏈載體可生成一個以上的新的鏈載體，即反應後自由價增加，這種鏈反應為支鏈反應，支鏈反應由於生成新鏈載體的情況不同而分為稀有分支鏈反應、連續分支鏈反應和退化分支鏈反應。
稀有分支鏈反應在引發後產生的鏈載體可能進行的反應有鏈傳播、鏈終止和分支反應。例如高壓下氫和氧合成水的反應等。連續分支鏈反應過程鏈載體參加反應只有分支和終止，沒有一般的鏈傳播過程，例如低壓下氫和氧合成水的反應過程等。退化分支鏈反應過程中可以形成比一般分子活潑，但又比鏈載體穩定的分子，它們可產生自由基而實現鏈的分支，但其反應速率比一般鏈反應的分支和傳播遙慢得多。例如烴類的氧化反應等。
