A legfontosabb különbség a bázis és a nukleofil között az, hogy a bázisok hidrogénakceptorok, amelyek semlegesítő reakciókat hajthatnak végre, míg a nukleofilek megtámadják az elektrofileket, hogy bizonyos szerves reakciókat indítsanak el.
A savak és a bázisok két fontos fogalom a kémiában. Mindkettőnek egymásnak ellentmondó tulajdonságai vannak. A nukleofil kifejezés, amelyet a szerves kémiában hangsúlyosabban használunk a reakciómechanizmusok és -sebességek leírására. Szerkezetileg nincs különbség a bázis és a nukleofil között, de funkcionálisan különböző feladatokat látnak el.
Mi az a Base?
A bázisokat többféleképpen is meghatározhatjuk a különböző tudósok definíciói szerint. Arrhenius a bázist olyan anyagként határozza meg, amely OH– ionokat ad az oldatnak. Lewis szerint minden elektrondonor bázis. Bronsted-Lowry a bázist olyan anyagként határozza meg, amely képes protont fogadni. Az Arrhenius-definíció szerint egy vegyületnek rendelkeznie kell hidroxid-anionnal, és képesnek kell lennie arra, hogy azt hidroxidionként adja, hogy bázis legyen.
Azonban Lewis és Bronsted-Lowry elmélete alapján vannak olyan molekulák, amelyek nem tartalmaznak hidroxidot, de bázisként működhetnek. Például az NH3 egy Lewis-bázis, mert képes az elektronpárt nitrogénre adni. Hasonlóképpen, a Na2CO3 egy Bronsted-Lowry bázis, hidroxidcsoportok nélkül, de képes hidrogént elfogadni.
01. ábra: Kémiai elemek a periódusos rendszerben, amelyek kemény, lágy és közepes bázikus vegyületeket képezhetnek
Alapok tulajdonságai
Az alapok csúszós szappanszerű érzetűek és keserű ízűek. Könnyen reagálnak savakkal, víz- és sómolekulákat képezve. A marószóda, az ammónia és a szódabikarbóna néhány gyakori bázis, amellyel nagyon gyakran találkozunk. A bázisokat két kategóriába sorolhatjuk, attól függően, hogy képesek-e disszociálni és hidroxidionokat termelni. Az olyan erős bázisok, mint a NaOH, KOH, teljesen ionizálódhatnak egy oldatban, így ionokat képezhetnek. A gyenge bázisok, mint például az NH3 részlegesen disszociálnak, és kevesebb mennyiségű hidroxidiont adnak.
Kb az alap disszociációs állandó. Jelzi a gyenge bázis hidroxidionjainak elvesztését. A magasabb pKa értékkel rendelkező savak (több mint 13) gyenge savak, de konjugált bázisaikat erős bázisoknak tekintik. Annak ellenőrzésére, hogy egy anyag bázis-e vagy sem, számos mutatót használhatunk, például lakmuszpapírt vagy pH-papírt. A bázisok pH-értéke magasabb, mint 7, és a vörös lakmusz kékre változik.
Mi az a nukleofil?
Bármilyen negatív iont vagy semleges molekulát, amely legalább egy meg nem osztott elektronpárral rendelkezik, nukleofilnek nevezhetünk. A nukleofil olyan anyag, amely nagyon elektropozitív, ezért szeretnek kölcsönhatásba lépni a pozitív központokkal. A magányos elektronpár segítségével reakciókat tud elindítani. Például, amikor egy nukleofil reagál egy alkil-halogeniddel, a nukleofil magányos párja megtámadja a halogént hordozó szénatomot. Ennek a szénatomnak részleges pozitív töltése van a szénatom és a halogénatom közötti elektronegativitás-különbség miatt.
02. ábra: Dikarbamoil-klorid reakciói nukleofilekkel
Miután a nukleofil a szénhez kötődik, a halogén távozik. Az ilyen típusú reakciókat nukleofil szubsztitúciós reakcióknak nevezzük. Létezik egy másik típusú reakció is, amely a nukleofilekkel indul be; ezek nukleofil eliminációs reakciók. A nukleofilitás a reakciómechanizmusokról beszél. Így ez a reakciósebesség jelzése. Például, ha a nukleofilitás magas, akkor egy bizonyos reakció gyorsan végbemenhet, és ha a nukleofilitás alacsony, akkor a reakció sebessége lassú. Mivel a nukleofilek elektronokat adnak, Lewis definíciója szerint ezek bázisok.
Mi a különbség a bázis és a nukleofil között?
A bázis és a nukleofil közötti fő különbség a funkciójukban rejlik. A bázisok hidrogénakceptorok, amelyek semlegesítő reakciókat hajthatnak végre, míg a nukleofilek megtámadják az elektrofileket bizonyos szerves reakciók elindítása érdekében. Ezért ez a legfontosabb különbség a bázis és a nukleofil között. Ezenkívül a bázisok hidrogén-akceptorként működnek, amelyek semlegesítő reakciókat hajthatnak végre, míg a nukleofilek megtámadják az elektrofileket, hogy bizonyos szerves reakciókat indítsanak el.
A bázis és a nukleofil közötti másik fontos különbségnek tekinthetjük a kémiai reakciók típusát, amelyekben részt vesznek; A bázisok a savsemlegesítő reakciókban, míg a nukleofilek a nukleofil reakciókban vesznek részt. Ezenkívül a bázisok kinetikus kémiai természetűek, ami azt jelenti, hogy attól függően reagálnak, hogy milyen expozíciótól függ. A nukleofileknek azonban termodinamikai kémiai természetük van, ami azt jelenti, hogy hatással vannak rájuk a környezetben zajló egyéb kémiai reakciók.
Összefoglaló – Bázis kontra nukleofil
Minden nukleofil bázis, de az összes bázis nem nukleofil. A bázis és a nukleofil közötti legfontosabb különbség az, hogy a bázisok hidrogén-akceptorok, amelyek semlegesítő reakciókat hajthatnak végre, míg a nukleofilek megtámadják az elektrofileket bizonyos szerves reakciók elindítása érdekében.
