Kettenreaktion

Bei einer Kettenreaktion treten reaktionsfähige Zwischenprodukte auf, zum Beispiel freie Radikale.

Der Mechanismus einer Kettenreaktion verläuft grundsätzlich über mehrere Schritte, die nach ihrer Auswirkung auf den Reaktionsverlauf wie folgt unterschieden werden:

1. Kettenstart (Initiierung, Startreaktion)
2. Kettenwachstum (Wachstumsreaktion, Reaktionszyklus)
3. Verzweigung
4. Inhibierung
5. Abbruch

Die beim Kettenstart (1) gebildeten Radikale reagieren im Wachstumsschritt (2) mit anderen Molekülen und erzeugen dabei neue Radikale. Entstehen in einem Wachstumsschritt mehrere Radikale, spricht man von einem Verzweigungsschritt (3). Wenn ein Radikal ein bereits gebildetes Produktmolekül angreift (4), verzögert sich die Produktbildung. Die Abbruchreaktion (5) erfolgt durch Inaktivierung der Radikale, z.B. durch Rekombination.

Die Schritte 3 und 4 treten nicht in allen Kettenmechanismen auf. Ein einfaches Beispiel stellt die radikalische Chlorwasserstoffsynthese dar, bei der die Reaktionskette durch den photoinitierten Chlorzerfall gestartet wird.

Schritt	Chlorwasserstoffsynthese	Allgemein
Start	Cl22 Cl ·	A 2A ·
Kette	H2 + Cl · HCl + H ·  Cl2+ H ·  HCl + Cl ·	B + A · C + B ·  A + B · C + A ·

• Abbruch: Cl · + Cl · Cl₂ 2A · A H ·  + H ·  H2 2B · B

           H ·  + Cl · HCl          B · + A · C

• Eine Inhibierung tritt in dem ansonsten gleichen Mechanismus der Bromwasserstoffsynthese auf:
  H ·  + HBrH₂ + Br ·  (B ·  + CB + A · )