Το λήμμα δεν περιέχει πηγές ή αυτές που περιέχει δεν επαρκούν.Μπορείτε να βοηθήσετε προσθέτοντας την κατάλληλη τεκμηρίωση. Υλικό που είναι ατεκμηρίωτο μπορεί να αμφισβητηθεί καινα αφαιρεθεί. Η σήμανση τοποθετήθηκε στις 18/08/2017.
ΣτηΧημεία, ο όρος χημική ρίζα (αγγλικά: chemical radical, free radical) χρησιμοποιήθηκε, αρχικά, γιανα περιγράφει ομάδα ατόμωνπουδεν υφίσταται μεταβολή στη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης.
Στη (σύγχρονη) Χημεία (όμως πλέον), ο όρος (ελεύθερη) χημική ρίζα (αγγλικά (free) chemical radical) είναι ένα άτομο, ένα μόριο ή ένα ιόνστα οποία κάποιο εξωτερικό τροχιακόδεν καταλαμβάνεται από ζεύγος ηλεκτρονίων (valence electron pair), αλλά από ένα μόνο ηλεκτρόνιο (μονήρες ηλεκτρόνιο), καιγι' αυτό μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει έναν ή περισσότερους δυνάμει ομοιοπολικούς δεσμούς.
Με κάποιες εξαιρέσεις, αυτοί οιεν δυνάμει δεσμοί κάνουν τις ελεύθερες ρίζες εξαιρετικά δραστικές χημικά έναντι άλλων (πιο συμβατικών) χημικών ουσιών ή ακόμη και απέναντι σε άλλες ελεύθερες ρίζες, ακόμη καιτου ίδιου είδους. Οι ελεύθερες ρίζες έχουν πολύ συχνά την τάση να διμερίζονται (ή να πολυμερίζονται) τάχιστα, αν δύο (ή περισσότερες) έλθουν σε επαφή μεταξύ τους. Οι περισσότερες ελεύθερες ρίζες είναι λογικά σταθερές μόνο σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσειςσε αδρανή μέσα (συνήθως ευγενή αέρια) ή σε κενό.
Αξιοσημείωτο παράδειγμα ελεύθερης ρίζας αποτελεί η ρίζα υδροξυλίου (HO•), δηλαδή ένα μόριο πουτου λείπει ένα άτομο υδρογόνου γιανα σχηματίσει το μόριο τουνερούκαι έτσι έχει έναν δυνάμει δεσμό από το άτομο του οξυγόνου του. Δυο άλλα παραδείγματα είναι τομεθυλένιο (:CH2), που έχει δυο (2) δυνάμει δεσμούς (γι' αυτό και αποκαλείται ενίοτε ως «δίριζα», δηλαδή δισθενής ελεύθερη ρίζα), καιτο ανιόν υπεροξειδίου (•O2-), που είναι διοξυγόνομε ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο, που αποτελεί έναν δυνάμει δεσμό. Σε αντιδιαστολή, για παράδειγμα το ανιόν υδροξυλίου (HO-) καιτο κατιόν καρβωνίου (CH3+) δεν αποτελούν ελεύθερες ρίζες, αλλά (συμβατικά) πολυατομικά ιόντα, καθώς οι φαινομενικά δυνάμει δεσμοί τους είναι απλά αποτέλεσμα του ιονισμού τους.
Οι ελεύθερες ρίζες μπορούν να παραχθούν με έναν αριθμό μεθόδων, που περιλαμβάνουν σύνθεσή τους σε πολύ μεγάλη αραίωση ή με πολύ αραιωμένα αντιδραστήρια, αντιδράσεις σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες ή («βίαιη») διάσπαση μεγαλύτερων μορίων. Το τελευταίο (δηλαδή η «βίαιη» διάσπαση μεγαλύτερων μορίων) μπορεί να συμβεί με οποιαδήποτε διεργασία παρέχει αρκετή (γιατο σκοπό αυτό) ενέργειαστη μητρική ένωση, όπως ιονίζουσα ακτινοβολία, (αρκετή) θερμότητα, ηλεκτρική εκκένωση, ηλεκτρόλυσηκαι ορισμένες (ειδικές) χημικές αντιδράσεις. Στην πραγματικότητα, οι ελεύθερες ρίζες (αποκαλύφθηκε ότι) είναι τα ενδιάμεσα στάδια για πολλές χημικές αντιδράσεις.
Οι ελεύθερες ρίζες παίζουν σημαντικό ρόλο στις καύσεις, στηνατμοσφαιρική χημεία, στονπολυμερισμό, στηχημεία πλάσματος, στηβιοχημεία, καισε πολλές άλλες χημικές διεργασίες. Στους ζωντανούς οργανισμούς, οι ελεύθερες ρίζες υπεροξειδίου καιη νιτρική ρίζα καιτα χημικά παράγωγά τους κανονίζουν πολλές διεργασίες, όπως ο έλεγχος του αγγειακού τόνου και (με αυτόν τον τρόπο έμμεσα) της αρτηριακής πίεσης. Παίζουν ακόμη νευραλγικής σημασίας ρόλο στονενδιάμεσο μεταβολισμό διαφόρων βιολογικών ενώσεων (ή μάλλον χημικών ειδών, γενικότερα). Τέτοιες ελεύθερες ρίζες μπορούν να παίξουν ακόμη καιτον ρόλο «αγγελιοφόρων» που παρέχουν το «βιολογικό σύνθημα» γιατην έναρξη, λήξη ή ρύθμιση μιας οξειδοαναγωγικής διεργασίας. Μια ελεύθερη ρίζα μπορεί να «παγιδευτεί» σε ένα «κλουβί διαλύτη» ή να δεσμευθεί με διαφορετικό τρόπο.
Μέχρι τα τέλη του20ού αιώνα, η λέξη «ρίζα» χρησιμοποιούταν στη χημεία γιανα δείξει κάθε συνδεμένη ομάδα ατόμων, όπως το μεθύλιο (CH3-) ή το καρβοξύλιο (-COOH), είτε βρίσκονταν ως τμήμα ενός μεγαλύτερου μορίου (ή και σύμπλοκου ιόντος) είτε βρισκόταν μόνο του. Γιατο λόγο αυτό απαιτούνταν το πρόθεμα «ελεύθερη» (free) γιανα εξειδικεύσει κάποιος ότι εννοούσε την ασύνδετη κατάσταση ρίζας. Ακολουθώντας, όμως, τις πρόσφατες ονοματολογικές μεταρυθμίσεις, κάθε τμήμα μεγαλύτερου μορίου τώρα ονομάζεται «λειτουργική ομάδα» (functional group) ή «υποκαταστάτης» (substituent), ενώ η «ρίζα» εννοείται πλέον πάντα ελεύθερη. Χρειάζεται όμως προσοχή το γεγονός ότι η παλιά ονοματολογία βρίσκεται ακόμη σε χρήση από μέρος της βιβλιογραφίας (καιμετην έννοια της ηλεκτρονικής αρθρογραφίας).
Η πρώτη ελεύθερη ρίζα που ταυτοποιήθηκε ήταν ηρίζα τριφαινυλομεθυλίου (Ph3C•). Αυτό το χημικό είδος ανακαλύφθηκε το1900 από τονκαθ. Μόουζες Γκόμπεργκ (Moses Gomberg) στοπανεπιστήμιοτουΜίτσιγκαντωνΗΠΑ. Ο όρος «(χημική) ρίζα» ήταν ήδη σε χρήση καιη θεωρία (χημικών) ριζών ήταν υπό εξέλιξη. ΟΛουΐ-Μπερνάρ Γκυτόν ντε Μορβώ (Louis-Bernard Guyton de Morveau) εισήγαγε τη φράση «ρίζα» (radical) το1785καιη φράση αυτή χρησιμοποιήθηκε από τονΑντουάν Λωράν Λαβουαζιέ (Antoine Lavoisier) το1789στο έργο τουTraité Élémentaire de Chimie (ελλ. μτφ.: «Στοιχειώδης πραγματεία της Χημείας»). Η ρίζα ταυτοποιούνταν ως βασική ρίζα συγκεκριμένων οξέων (η χρησιμοποιούμενη αγγλόφωνη λέξη radical είναι λατινογενής, και συγκεκριμένα προέρχεται από τη λατινική λέξη radix, πουστα ελληνικά σημαίνει «ρίζα», που υιοθετήθηκε ως αντίστοιχος ελληνικός όρος). Ιστορικά, ο όρος «ρίζα», στη θεωρία ριζών χρησιμοποιούνταν για διάφορα τμήματα μορίων (ή πολυατομικών ιόντων), ιδιαίτερα όταν αυτό παρέμενε αναλλοίωτο κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων. Αυτά τα τμήματα (πλέον) ονομάζονται «λειτουργικές ομάδες» (functional groups, πουστηνελλ. βιβλιογραφία αποδίδονται επίσης καιμετον όρο «χαρακτηριστικές ομάδες»). Για παράδειγμα, ημεθανόλη περιγράφονταν αποτελούμενη από μια ρίζα μεθυλίου (CH3-) καιμια ρίζα υδροξυλίου (-OH). Καμιά από αυτές τις ομάδες δεν θεωρούνται «ρίζες» μετη σύγχρονη έννοια του όρου, γιατί είναι μόνιμα συνδεμένα μεταξύ τους στο μόριο της μεθανόλης, καιδεν διαθέτουν μονήρη ηλεκτρόνια για (άμεση) αντίδραση. Ωστόσο, μπορούν να παρατηρηθούν ως ρίζες στηφασματοσκοπία μάζας της μεθανόλης, όπου το μόριο της τελευταίας διασπάται σε ρίζες μετη χρήση ακτινοβολίας με ενεργά ηλεκτρόνια.
