自由基

大多數分子把電子成對地保持著，整齊而平衡。自由基是個例外：一個帶有單個未配對電子的原子或分子，一顆沒有夥伴的孤單電子。就像舞會上一個失去了舞伴的人會抓住任何路過的人，自由基非常活潑，時刻想給它孤單的電子找個伴。

當一根鍵均勻斷裂、兩個原子各保留兩個共用電子中的一個時，自由基就誕生了（這叫均裂，常由熱或光引發）。由於自由基整體不帶電卻有一顆未配對電子，化學家用單鉤的「魚鉤」箭頭來追蹤它們，每支只表示一個電子的移動，而不用表示電子對的雙鉤箭頭。它們的穩定性次序與碳正離子相同（三級 > 二級 > 一級 > 甲基），原因也相同，即超共軛和鄰基的電子供給，而烯丙基或苄基自由基還會因共振而額外穩定。自由基喜歡以鏈式反應：一個自由基生成一個產物外加一個新自由基，從而讓循環持續下去。

自由基化學解釋了許多日常過程：燃燒、烷烴的鹵化、油脂的變質（自氧化）、抗氧化劑的作用，以及製造聚乙烯等塑料的聚合反應。由於自由基反應以鏈式傳播，一點點引發的火花就能轉化掉大量物質，這既有用，在火災的情形下又很危險。