甲烷和氯气的取代反应属于游离基型反应。先是链的引发，形成氯游离基，氯游离基立即夺取甲烷分子中的氢原子，产生甲基游离基。
甲基游离基进攻另一个氯气分子，生成一氯甲烷和一个新的氯游离基，新的氯游离基可以重复上述反应，也可以与刚生成的一氯甲烷反应，生成二氯甲烷；此后的反应如此循环，则会得到三氯甲烷及四氯化碳。甲烷的氯代反应，每一步都会消耗一个游离基，同时又为下一步反应产生另一个游离基，这就是链的增长阶段。
随着反应的不断进行，甲烷被迅速消耗，游离基间就会碰撞结合形成分子，取代反应终止，这就是链的终止阶段。
所以烷烃的卤代反应一旦发生，就很难停留在某一步，必须连续进行下去，直至终结为止。因此，甲烷和氯气的反应就会得到4种卤代烷的混合物。
以甲烷与氯气反应举例说明什么是取代反应 扩展
甲烷与氯气反应，CH4十2CL2＝CC乚4十2H2个，在反应中4个氯原子打断了甲烷的四个氢原子链与碳原子结合生成四氯化碳和H2。氯原子取代了甲烷的四个氢原子。条件是参加取代的原子必须比被取代的原子化学性质活泼。没有被取代原子活泼则不能取代
