Radikaalireaktiot ovat tärkeitä niin ilmakehän kuin palamisen reaktioissa. Palamisessa voi muodostua kloorimolekyylejä, minkä seurauksena polttoaineita ei voida käyttää tehokkaasti. Typpidioksidi on puolestaan olennainen osa luonnollista ilmakehää, mutta lisäksi fossiilisista polttoaineista vapautuu huomattavasti typen oksideja.
Radikaalireaktioita on tässä työssä mitattu laserfotolyysi-valoionisaatiomassaspektrometrialla. Tällä herkällä menetelmällä voidaan tutkia yhtä reaktiota kerrallaan, joten suuri osa tuotteista voidaan havaita. Tuotteiden avulla voidaan saada suoraan tietoa reaktiomekanismeista. Radikaalien reaktiivisuutta voidaan selittää myös rajaorbitaaliteorian avulla: radikaalireaktioiden nopeusvakioiden ja rajaorbitaalien välinen riippuvuus antaa tietoa radikaalien reaktiivisuudesta.
Tässä tutkimuksessa olemme selvittäneet kolmen kaasutilaisen alkyyliradikaalin i-C3H7, sek-C4H9 ja tert-C4H9 reaktiivisuutta Cl2:n kanssa. Tutkituilla reaktioilla on negatiivinen lämpötilariippuvuus. Mitatut reaktionopeusvakiot ovat
k(i-C3H7) = (3,55 ± 0,16) · 10−11 · (T / 300 K)−2,11±0,12 cm3 molekyyli−1 s−1, k(t-C4H9) = (4,27 ± 0,39) · 10−11 · (T / 300 K)−2,70±0,25 cm3 molekyyli−1 s−1 ja k(s-C4H9) = (4,90 ± 0,45) · 10−11 · (T / 300 K)−2,01±0,27 cm3 molekyyli−1 s−1.
Tulosten mukaan kloorattujen alkyyliradikaalien reagoidessa Cl2:n ja NO2:n kanssa radikaalien klooripitoisuus vaikuttaa reaktionopeuteen enemmän kuin rajaorbitaalit. Metyylillä ja metyylipohjaisilla klooratuilla radikaaleilla (CH2Cl, CHCl2 ja CCl3) on todennäköisesti eri reaktiomekanismi Cl2-reaktioissa kuin NO2-reaktioissa.
