Nukleofilitás kontra alaposság
A savak és a bázisok két fontos fogalom a kémiában. Ellentmondásos tulajdonságaik vannak. A nukleofil kifejezés, amelyet a szerves kémiában inkább a reakciómechanizmusok és -sebességek leírására használnak. Szerkezetileg nincs különbség a bázisok és a nukleofilek között, de funkcionálisan különböző feladatokat látnak el.
Mi az a nukleofilitás?
A nukleofilitás egy faj azon képességét jelenti, hogy nukleofilként viselkedjen. Nukleofil lehet bármilyen negatív ion vagy bármely semleges molekula, amely legalább egy meg nem osztott elektronpárral rendelkezik. A nukleofil egy 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. Ez a szénatom részben pozitív töltésű a közte és a halogénatom közötti elektronegativitás-különbség miatt. Miután a nukleofil a szénhez kapcsolódik, a halogén távozik. Az ilyen típusú reakciókat nukleofil szubsztitúciós reakcióknak nevezik. Létezik egy másik típusú nukleofil reakció, amelyet nukleofil eliminációs reakcióknak neveznek. A nukleofilitás a reakciómechanizmusokról beszél; így a reakciósebességek jelzése. Például, ha a nukleofilitás magas, akkor egy bizonyos reakció gyors lehet, és ha a nukleofilitás alacsony, akkor a reakció sebessége lassú. Mivel a nukleofilek elektronokat adnak, Lewis definíciója szerint ezek bázisok.
Mi az a Basicity?
Az alaposság az a képesség, hogy bázisként működjön. A bázisokat különböző tudósok többféleképpen határozzák meg. Arrhenius a bázist olyan anyagként határozza meg, amely OH– ionokat ad az oldatnak. Bronsted-Lowry a bázist olyan anyagként határozza meg, amely képes protont fogadni. Lewis szerint minden elektrondonor bázis. Az Arrhenius-definíció szerint egy vegyületnek rendelkeznie kell hidroxid-anionnal, és képesnek kell lennie arra, hogy azt hidroxidionként adja át bázissá. Lewis és Bronsted-Lowry szerint azonban létezhetnek olyan molekulák, amelyek nem tartalmaznak hidroxidot, de bázisként működhetnek. Például az NH3 egy Lewis-bázis, mert képes az elektronpárt nitrogénre adni. A Na2CO3 egy Bronsted-Lowry bázis, hidroxidcsoportok nélkül, de képes hidrogént elfogadni.
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 bázisok disszociációs és hidroxidion-képző képességük alapján két csoportba sorolhatók. Az olyan erős bázisok, mint a NaOH és a KOH, teljesen ionizálódnak az oldatban, így ionokat képeznek. 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 7-nél magasabb, és a vörös lakmusz kékre változik.
Mi a különbség a nukleofilitás és az alaposság között?
• A nukleofilitás és a bázikusság közötti különbség az, hogy nukleofil vagy bázis.
• Minden nukleofil bázis, de az összes bázis nem lehet nukleofil.
• A bázisosság a hidrogén befogadásának képessége, ezáltal semlegesítő reakciók végrehajtása, de a nukleofilség az elektrofilek megtámadásának képessége, hogy egy bizonyos reakciót elindítsanak.
