La reacción entre cloro y butano es una reacción de sustitución de radicales libres. En este tipo de reacción, un átomo de cloro reemplaza a un átomo de hidrógeno en la molécula de butano. La reacción se inicia con la formación de un radical cloro, que es un átomo altamente reactivo con un electrón desapareado. Luego, este radical puede reaccionar con un átomo de hidrógeno en la molécula de butano, formando una molécula de cloruro de hidrógeno y un radical butilo. Luego, el radical butilo puede reaccionar con otra molécula de cloro, formando una molécula de cloruro de butilo y un nuevo radical de cloro. Este proceso puede continuar hasta que todos los átomos de hidrógeno de la molécula de butano hayan sido reemplazados por átomos de cloro.

La velocidad de una reacción de sustitución de radicales libres está influenciada por varios factores, incluida la concentración de los reactivos, la temperatura y la presencia de inhibidores o catalizadores. También es más probable que ocurra la reacción si el átomo de hidrógeno que se está reemplazando está ubicado en un átomo de carbono terciario (un átomo de carbono que está unido a otros tres átomos de carbono).

La reacción entre cloro y butano es un proceso industrial importante para la producción de hidrocarburos clorados, que se utilizan como disolventes, refrigerantes y plásticos.