高溫為什麼能產生自由基？溫度降低後，自由基會減少嗎？另外，高溫下蛋白質的變性與自由基有關係嗎？

02-09

在化學合成有機高分子中，自由基的產生一定是有利於反應的嗎？

所謂「高溫能產生自由基」，實際上指的是高溫下自由基在整個體系中的比例增大。

以氯氣為例。

一般情況下，氣體分子的動能滿足Maxwell–Boltzmann 分布。簡而言之熱運動速率/動能越大的分子所佔的比例越小，如下圖。

當溫度升高的時候，分布曲線的峰會向右移動，顯然高動能(動能和速率正相關)分子的比例會增大。當分子的動能達到或超過共價鍵的鍵能，分子就可能解離成自由基。所以溫度越高，能解離成自由基的分子也越多。

自由基具有很高的反應活性。我們知道，大部分的分子，尤其是有機分子，電子都是成對的，一般不存在成單電子，而自由基是有成單電子的物質。

那麼，一個奇數電子的自由基和一個偶數電子的蛋白質片段反應，生成物中一定仍然含有自由基，而這些自由基可以繼續發生反應，即所謂鏈式反應。只有自由基和另外的自由基碰撞，或者和容器壁等惰性介質碰撞時，鏈式反應才會結束。

因為自由基能發生鏈式反應，所以它可能破壞蛋白質的高級結構，從而導致變性。

在合成有機高分子中，有時候自由基作為引發劑，使高分子的鏈增長至需要的水平。而自由基的產生速率由鏈引發反應的速率控制。

從總速率來看，自由基的產生的確利於反應。因為底物可以有更多的反應位點。

然而因為底物的量固定，反應位點多了，最終高分子聚合物的鏈長會減小。如果我們想要合成長鏈聚合物，自由基的產生是不利的。

上面答案很全面了，稍微補充下，自由基對催化劑有時是有毒性的，容易讓催化劑失活。所以也是不怎麼有利的。

繼續幫忙補充

Q：高溫下蛋白質的變性與自由基有關係嗎？

A：加熱、紫外線照射、劇烈振蕩等物理方法使蛋白質變性，主要是破壞蛋白質分子中的氫鍵，在變化過程中也沒有化學鍵的斷裂和生成，沒有新物質生成，因此是物理變化，與自由基無關。