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유기 화학 반응의 특성과 규칙성

탄소 화합물에는 여러 가지 반응이 있는데 어떤 반응에서는 산, 다른 반응에서는 염기가 촉매가 되는 것은 어떤 이유에서인가. 또, 톨루엔을 니트로화할 때 니트로기가 오르토나 파라의 위치에 들어가는데, 메타의 위치에 들어간 화합물을 얻을 수 없는 것은 무슨 까닭일까? 이러한 의문에 대한 대답은 화학 반응의 이치나, 반응 속도 또는 평형을 지배하는 것은 무엇인가 하는 것을 정확히 알지 않으면 안 된다. 우선, 어떤 구조의 것이 어떤 반응을 하는가를 알게 되면 새로운 반응을 예측할 수도 있고, 어떤 물질을 합성하기 위한 화학 반응의 계획도 가능하게 된다. 지금까지 수많은 유기 물리 화학적인 실험이나 연구가 계속되어서, 현재는 유기 화학 반응물이 어떠한 경로를 거쳐 생성물로 변하는가 하는 그 반응 구조나, 물질의 구조와 반응성의 관계에 대하여 많은 것을 알 수 있게 되었다. 이러한 연구결과로 아무런 관계도 없는 것같이 보이는 반응들이 유기 화학의 어떤 기본적인 사고 방식에 따라 통일되고 정리하여 이해할 수 있게 되었다. 여기에서는 물질의 구조와 반응성을 관련짓는 기본적인 사고 방식을 소개한다.

이온 반응과 라디칼 반응

어떠한 화학 반응도 화학 결합의 열에너지의 생성이 함께 되고 있다. 일반적으로 화학 반응이란 원자나 분자 사이에 서로 교환하는 전자의 주고받음에 기인하는 현상이다. 따라서 하나의 반응에 있어 전자가 어떻게 이동해 가는가를 추적하는 것이 그 화학반응의 본질을 알아내는 데 중요하다. 예를 들면. X－Y라고 하는 화학 결합에 있어서 그 결합에 기여하고 있는 전자가 결합의 열에너지가 생성될 때에 어떻게 행동하는가가 문제가 된다. 이러한 문제에 대하여. 현재의 화학 결합의 열에너지의 생성에는 2개의 다른 반응구조가 있다는 것이 인정되고 있다. 그것은 이온 구조와 라디칼 구조이다. 그래서 이온 구조에 의한 화학 반응을 라디칼 반응이라고 하고 라디칼 구조에 의한 화학 반응을 라디칼 반응이라고 한다.