Nepárový elektron je elektron, který zaujímá orbital atomu sám o sobě, nikoli jako součást elektronového páru. Nepárové elektrony jsou poměrně vzácné, protože entita, která nese nepárový elektron, je obvykle poměrně reaktivní. Vznik elektronového páru je obvykle energeticky výhodný, a to buď ve formě chemické vazby, nebo jako osamělý pár. V organické chemii se nepárové elektrony obvykle vyskytují pouze krátce během reakce na entitě zvané radikál. Hrají však důležitou roli při vysvětlování reakčních cest.
EPR
EPR neboli elektronová paramagnetická rezonance je spektroskopická technika, která detekuje druhy, které mají nepárové elektrony. Nazývá se také ESR (elektronová spinová rezonance). Mezi nepárové elektrony patří volné radikály, mnoho iontů přechodných kovů a defekty v materiálech.
Volný radikál
Radikál je atom, molekula nebo ion, který má nepárové valenční elektrony nebo otevřený elektronový obal, a proto může být vnímán jako mající jednu nebo více „visících“ kovalentních vazeb.
Tyto „visící“ vazby, až na některé výjimky, způsobují, že volné radikály jsou velmi chemicky reaktivní vůči jiným látkám nebo dokonce samy vůči sobě. Tyto molekuly často spontánně dimerizují nebo polymerizují, pokud se dostanou do vzájemného kontaktu. Většina radikálů je přiměřeně stabilní pouze při velmi nízkých koncentracích v inertním prostředí nebo ve vakuu.
Paramagnetismus
Paramagnetismus je forma magnetismu, kdy jsou některé materiály přitahovány vnějším magnetickým polem.
Paramagnetické vlastnosti jsou způsobeny přítomností některých nepárových elektronů a z přeskupení elektronových drah způsobeného vnějším magnetickým polem. Mezi paramagnetické materiály patří hořčík, molybden, lithium a tantal.
Nejstabilnější příklady nepárových elektronů se nacházejí na atomech a iontech lanthanoidů. Neúplné f-pouzdro těchto entit neinteraguje příliš silně s prostředím, ve kterém se nacházejí, a to brání jejich párování. Iontem s největším počtem nepárových elektronů je Gd3+ (gadolinium) se sedmi nepárovými elektrony
.