Nukleofilowość kontra podstawowość
Kwasy i zasady to dwa ważne pojęcia w chemii. Mają sprzeczne właściwości. Nukleofil to termin częściej używany w chemii organicznej do opisu mechanizmów i szybkości reakcji. Strukturalnie nie ma wyraźnej różnicy między zasadami a nukleofilami, ale funkcjonalnie pełnią one różne funkcje.
Co to jest nukleofilowość?
Nukleofilowość oznacza zdolność gatunku do działania jako nukleofil. Nukleofilem może być dowolny jon ujemny lub dowolna obojętna cząsteczka, która ma co najmniej jedną niewspólną parę elektronów. Nukleofil to substancja, która jest bardzo elektropozytywna, dlatego lubią oddziaływać z centrami dodatnimi. Może inicjować reakcje za pomocą samotnej pary elektronów. Na przykład, gdy nukleofil reaguje z halogenkiem alkilu, samotna para nukleofila atakuje atom węgla zawierający halogen. Ten atom węgla jest częściowo naładowany dodatnio ze względu na różnicę elektroujemności między nim a atomem halogenu. Gdy nukleofil przyłączy się do węgla, halogen odchodzi. Ten typ reakcji jest znany jako reakcje podstawienia nukleofilowego. Istnieje inny rodzaj reakcji inicjowanych przez nukleofile, zwany reakcją eliminacji nukleofilowej. Nukleofilowość mówi o mechanizmach reakcji; w ten sposób jest wskaźnikiem szybkości reakcji. Na przykład, jeśli nukleofilowość jest wysoka, pewna reakcja może być szybka, a jeśli nukleofilowość jest niska, szybkość reakcji jest niska. Ponieważ nukleofile oddają elektrony, zgodnie z definicją Lewisa są to zasady.
Co to jest podstawa?
Podstawowość to umiejętność działania jako podstawa. Podstawy są definiowane na kilka sposobów przez różnych naukowców. Arrhenius definiuje zasadę jako substancję, która oddaje do roztworu jony OH–. Bronsted- Lowry definiuje bazę jako substancję, która może przyjąć proton. Według Lewisa każdy donor elektronów jest zasadą. Zgodnie z definicją Arrheniusa, związek powinien mieć anion wodorotlenkowy i zdolność oddawania go jako jonu wodorotlenkowego, aby był zasadą. Ale według Lewisa i Bronsteda-Lowry'ego mogą istnieć cząsteczki, które nie posiadają wodorotlenków, ale mogą działać jako zasada. Na przykład NH3 jest zasadą Lewisa, ponieważ może oddać parę elektronów na azocie. Na2CO3 jest zasadą Bronsteda-Lowry'ego bez grup wodorotlenowych, ale ma zdolność przyjmowania wodorów.
Bazy mają uczucie śliskiego mydła i gorzki smak. Łatwo reagują z kwasami wytwarzając cząsteczki wody i soli. Soda kaustyczna, amoniak i soda oczyszczona to tylko niektóre z powszechnych zasad, z którymi bardzo często się spotykamy. Zasady można podzielić na dwie kategorie, w oparciu o ich zdolność do dysocjacji i wytwarzania jonów wodorotlenowych. Silne zasady, takie jak NaOH i KOH, są całkowicie zjonizowane w roztworze, dając jony. Słabe zasady, takie jak NH3 są częściowo zdysocjowane i dają mniej jonów wodorotlenowych. Kb jest podstawową stałą dysocjacji. Wskazuje zdolność do utraty jonów wodorotlenkowych słabej zasady. Kwasy o wyższej wartości pKa (ponad 13) są słabymi kwasami, ale ich sprzężone zasady są uważane za silne zasady. Aby sprawdzić, czy dana substancja jest bazą, czy nie, możemy użyć kilku wskaźników, takich jak papierek lakmusowy lub papierek pH. Zasady wykazują wartość pH wyższą niż 7 i zmienia kolor z czerwonego lakmusu na niebieski.
Jaka jest różnica między nukleofilowością a zasadą?
• Różnica między nukleofilowością a zasadowością polega na byciu nukleofilem lub zasadą.
• Wszystkie nukleofile są zasadami, ale wszystkie zasady nie mogą być nukleofilami.
• Zasadowość to zdolność do przyjmowania wodoru, a tym samym przeprowadzania reakcji neutralizujących, ale nukleofilowość to zdolność do atakowania elektrofili w celu zainicjowania określonej reakcji.
