Mik azok a szabad gyökök?

Pár napja, amikor elkezdtem ezt a blogot írni, előrevetítettem, hogy még ebben a hónapban próbálom a legfontosabb alapfogalmakat tisztázni. Nem kell félni, nem fog fájni. Mit értünk pontosan szabad gyökök alatt? Kezdjük ott a rég elfeledett kémiatudásunk felfrissítését, hogy a molekulák atomokból állnak, az atomok pedig atommagból, és a körülötte keringő elektronokból. Az atomok összekapcsolódása során kémiai kötések alakulnak ki, mint pl. a kovalens kötés, mely úgy jön létre, hogy a kötésben részt vevő atomok a külső elektronhéjukon található elektronok (az úgynevezett vegyértékelektronok) közül egyet-egyet megosztanak egymással, és ezek az atomok által megosztott elektronok jelentik a kovalens kötést. (A másik két alapvető kötéstípusról az ionkötésről és a fémes kötésről itt nem ejtek szót, mivel a megértés szempontjából nincs jelentősége.). A kovalens kötés révén olyan molekulák jönnek létre, melyekben a vegyérték elektronok párosával helyezkednek el, és ezek az elektronpárok vagy kötés létrehozásában vesznek részt, vagy csupán az egyik atomhoz tartozva, ún. nemkötő elektronpárokként léteznek.

Az ábra az oxigén molekula elektron-szerkezetét mutatja. Pirossal a közössé vált két elektronpárt, szürkével a nem kötő elektronpárokat mutatja a rajz. (Az oxigén molekulában ugyanis kettős kovalens kötés köti össze az atomokat.) Látható, hogy az elektronok párosával helyezkednek el, mert ez stabilitást kölcsönöz a molekulának. A szabad gyökök párosítatlan elektront vagy elektronokat tartalmaznak, és a párosítatlan elektron(ok) jelenléte magasabb reakciókészséget kölcsönözhet e szabadgyököknek. A fenti rajz szerint az oxigén molekula tehát nem szabad gyök, mivel csak párosított elektronokat tartalmaz. És ha most az a téves képzet fogalmazódna meg a kedves olvasóban, hogy a kémia pofonegyszerű dolog, és már nem is értik, hogy kaphattak ötösnél rosszabb kémiajegyet annak idején az iskolában, akkor itt megjegyzem, hogy azért ez csak az első közelítés. Ami például az oxigén molekulát illeti, közelebbről megvizsgálva úgy viselkedik, mint aminek párosítatlan elektronja(i) van(nak). Ez kísérletesen könnyen eldönthető a molekulák mágneses tulajdonságainak vizsgálatával. A párosítatlan elektronokat tartalmazó molekulák ugyanis paramágnesesek (vagyis a mágneses mező vonzza őket). Az oxigénmolekula paramágneses tulajdonságát jól magyarázza a kovalens kötés molekulaorbitál elmélete, amelynek részleteivel nem akarom ehelyt ijesztgetni a nyájas olvasót. Kérem higgyék el, hogy a molekulaorbitál elmélet szabályai szerint úgy kombinálódnak két oxigén atom elektronpályái, hogy azokon nemcsak egy, de mindjárt két elektron is párosítatlan marad. Igen, kedves szabadgyökfóbiás, antioxidánsokat két marokkal magába tömő kedves olvasó, ebből bizony az következik, hogy a minket éltető oxigén az szabadgyök. (folyt. köv.)