Atšķirība starp bāzi un nukleofilu

galvenā atšķirība starp bāzi un nukleofilu ir tas bāzes ir ūdeņraža pieņēmēji, kas var veikt neitralizējošas reakcijas, turpretī nukleofīli uzbrūk elektrofiliem, lai ierosinātu noteiktas organiskas reakcijas.

Skābes un bāzes ir divi svarīgi jēdzieni ķīmijā. Abiem no tiem ir pretrunīgas īpašības. Nukleofils ir termins, kuru mēs vairāk izmantojam organiskajā ķīmijā, lai aprakstītu reakcijas mehānismus un ātrumu. Strukturāli nav atšķirības starp bāzi un nukleofilu, taču funkcionāli viņi veic dažādus pienākumus.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir bāze
3. Kas ir nukleofils
4. Salīdzinājums blakus - bāze vs nukleofīls tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir bāze?

Mēs varam definēt bāzes vairākos veidos atbilstoši dažādu zinātnieku definīcijām. Arrhenius definē bāzi kā vielu, kas ziedo OH^- jonus līdz šķīdumam. Pēc Lūisa vārdiem, jebkurš elektronu donors ir bāze. Bronsted-Lowry definē bāzi kā vielu, kas var pieņemt protonu. Saskaņā ar Arrhenius definīciju, savienojumam vajadzētu būt hidroksīda anjonam un spējai to ziedot kā hidroksīda jonu, lai būtu bāze.

Tomēr, balstoties uz Lewis un Bronsted-Lowry teorijām, ir dažas molekulas, kurām nav hidroksīdu, bet kuras var darboties kā bāze. Piemēram, NH₃ ir Lūisa bāze, jo tā var ziedot elektronu pāri uz slāpekļa. Tāpat arī Na₂CO₃ ir Bronsted-Lowry bāze bez hidroksīda grupām, bet tai ir spēja pieņemt ūdeņražus.

01. attēls. Ķīmiskie elementi periodiskajā tabulā, kas var veidot cietus, mīkstus un starpposma pamata savienojumus

Bāzes īpašības

Bāzēm ir slidenas ziepes līdzīgas sajūtas un rūgta garša. Viņi viegli reaģē ar skābēm, veidojot ūdens un sāls molekulas. Kaustiskā soda, amonjaks un cepamā soda ir dažas no kopējām bāzēm, ar kurām mēs sastopamies ļoti bieži. Bāzes varam iedalīt divās kategorijās atkarībā no to spējas sadalīties un ražot hidroksīda jonus. Spēcīgas bāzes, piemēram, NaOH, KOH šķīdumā var pilnīgi jonizēt, lai iegūtu jonus. Vājās bāzes, piemēram, NH₃ ir daļēji disociēti un dod mazāku daudzumu hidroksīda jonu.

K_b ir bāzes disociācijas konstante. Tas norāda uz spēju zaudēt vājas bāzes hidroksīda jonus. Skābes ar augstāku pK_a vērtība (vairāk nekā 13) ir vājas skābes, bet to konjugētās bāzes tiek uzskatītas par stiprām bāzēm. Lai pārbaudītu, vai viela ir bāze vai nē, mēs varam izmantot vairākus indikatorus, piemēram, lakmusa papīru vai pH papīru. Bāzes parāda pH vērtību virs 7, un sarkano lakmusu pārvērš zilā krāsā.

Kas ir nukleofils?

Par nukleofilu mēs varam nosaukt jebkuru negatīvu jonu vai jebkuru neitrālu molekulu, kurā ir vismaz viens nedalīts elektronu pāris. Nukleofīls ir viela, kas ir ļoti elektropozitīva, tāpēc tai patīk mijiedarboties ar pozitīvajiem centriem. Tas var ierosināt reakcijas, izmantojot vientuļo elektronu pāri. Piemēram, kad nukleofils reaģē ar alkilhalogenīdu, nukleofila vientuļais pāris uzbrūk oglekļa atomam, kurā ir halogēns. Šim oglekļa atomam ir daļējs pozitīvs lādiņš, pateicoties atšķirībai starp oglekļa un halogēna atomu elektronegativitātes atšķirībām.

02 attēls: Dikarbamoilhlorīda reakcijas ar nukleofiliem

Pēc nukleofila pievienošanās ogleklim halogēns atstāj. Šāda veida reakcijas mēs saucam par nukleofīlām aizvietošanas reakcijām. Ir arī cits reakciju veids, kas sākas ar nukleofiliem; tās ir nukleofīlas eliminācijas reakcijas. Nukleofilitāte stāsta par reakcijas mehānismiem. Tādējādi tas ir reakcijas ātruma rādītājs. Piemēram, ja nukleofilitāte ir augsta, tad noteikta reakcija var notikt ātri, un, ja nukleofilitāte ir zema, reakcijas ātrums ir lēns. Tā kā nukleofīli ziedo elektronus, saskaņā ar Lūisa definīciju, tie ir bāzes.

Kāda ir atšķirība starp bāzi un nukleofilu?

Galvenā atšķirība starp bāzi un nukleofilu ir atkarīga no to funkcijām. Bāzes ir ūdeņraža pieņēmēji, kas var veikt neitralizējošas reakcijas, turpretī nukleofīli uzbrūk elektrofiliem, lai ierosinātu noteiktas organiskas reakcijas. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp bāzi un nukleofilu. Turklāt bāzes darbojas kā ūdeņraža pieņēmēji, kas var veikt neitralizējošas reakcijas, kamēr nukleofīli uzbrūk elektrofiliem, lai ierosinātu noteiktas organiskas reakcijas..

Kā vēl vienu būtisku atšķirību starp bāzi un nukleofilu mēs varam ņemt ķīmisko reakciju veidu, kurā tās iesaistītas; bāzes tiek iesaistītas skābes neitralizējošās reakcijās, bet nukleofīli - nukleofīlās reakcijās. Turklāt bāzēm ir kinētiski ķīmisks raksturs, kas nozīmē, ka tās reaģē atkarībā no iedarbības, no kuras tā ir atkarīga. Tomēr nukleofiliem ir termodinamiska ķīmiska būtība, kas nozīmē, ka tos ietekmē citas ķīmiskās reakcijas vidē.

Kopsavilkums - bāze pret nukleofilu

Katrs nukleofils ir bāze, bet visas bāzes nav nukleofīli. Galvenā atšķirība starp bāzi un nukleofilu ir tā, ka bāzes ir ūdeņraža pieņēmēji, kas var veikt neitralizējošas reakcijas, turpretī nukleofīli uzbrūk elektrofiliem, lai ierosinātu dažas noteiktas organiskas reakcijas..

Atsauce:

1. Britannica, enciklopēdijas redaktori. “Bāze.” Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 2017. gada 27. decembris. Pieejams šeit  
2. Libreteksti. “Nukleofils.” Ķīmija LibreTexts, Nacionālais zinātnes fonds, 2018. gada 7. jūnijs. Pieejams šeit

Attēla pieklājība:

1. Tem5psu “Hardsoftbases” - Savs darbs, (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia  
2. “DMCC-Reaktion mit Nukleophilen” Autors: ChemDoc 2010 - Savs darbs, (CC BY-SA 4.0), izmantojot Commons Wikimedia