Для превращения этана (C2H6) в бромэтан (C2H5Br) необходимо провести реакцию замещения, известную как бромирование. Эта реакция происходит в присутствии брома (Br2) и ультрафиолетового света или нагрева, которые способствуют гомолитическому разрыву молекулы брома на свободные радикалы. Вот основные этапы этого процесса:
Инициация: Этот этап начинается с распада молекулы брома (Br2) на два бромных радикала (Br•) под действием ультрафиолетового света или нагрева.
[ \text{Br}_2 \xrightarrow{\text{hv}} 2\text{Br}• ]
Пропагация: На этом этапе происходит взаимодействие бромных радикалов с молекулами этана:
Бромный радикал (Br•) взаимодействует с молекулой этана (C2H6), отнимая у нее атом водорода и образуя этильный радикал (C2H5•) и молекулу HBr.
[ \text{C}_2\text{H}_6 + \text{Br}• \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5• + \text{HBr} ]
Этильный радикал (C2H5•) затем реагирует с другой молекулой Br2, образуя бромэтан (C2H5Br) и новый бромный радикал (Br•).
[ \text{C}_2\text{H}_5• + \text{Br}_2 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{Br} + \text{Br}• ]
Этот цикл продолжается, поддерживая цепную реакцию.
Терминация: На этом этапе происходит обрыв цепной реакции, когда два радикала соединяются, образуя стабильные молекулы. Возможные реакции терминации включают:
Соединение двух бромных радикалов:
[ \text{Br}• + \text{Br}• \rightarrow \text{Br}_2 ]
Соединение бромного и этильного радикалов:
[ \text{Br}• + \text{C}_2\text{H}_5• \rightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{Br} ]
Соединение двух этильных радикалов:
[ \text{C}_2\text{H}_5• + \text{C}_2\text{H}_5• \rightarrow \text{C}4\text{H}{10} ]
В результате данной реакции основной продукт — бромэтан (C2H5Br), но также могут образовываться побочные продукты, такие как бутан (C4H10) и другие галогенированные углеводороды, в зависимости от условий реакции и времени её проведения.