Atšķirība starp nukleofilitāti un pamatīgumu

Nukleofilitāte un vienkāršība
 

Skābes un bāzes ir divi svarīgi jēdzieni ķīmijā. Viņiem ir pretrunīgas īpašības. Nukleofīls ir termins, ko vairāk izmanto organiskajā ķīmijā, lai aprakstītu reakcijas mehānismus un ātrumu. Strukturāli atšķirības starp bāzēm un nukleofiliem nav atšķirīgas, taču funkcionāli tās veic dažādus pienākumus.

Kas ir nukleofilitāte?

Nukleofilitāte nozīmē sugas spēju darboties kā nukleofīlu. Nukleofils var būt jebkurš negatīvs jons vai jebkura neitrāla molekula, kurai 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. Šis oglekļa atoms ir daļēji pozitīvi lādēts, ņemot vērā elektronegativitātes atšķirību starp to un halogēna atomu. Pēc nukleofila pievienošanās ogleklim halogēns atstāj. Šis reakciju veids ir pazīstams kā nukleofīlas aizvietošanas reakcijas. Pastāv vēl viens nukleofilu ierosinātu reakciju veids, ko sauc par nukleofīlām eliminācijas reakcijām. Nukleofilitāte stāsta par reakcijas mehānismiem; tādējādi tas ir reakcijas ātruma rādītājs. Piemēram, ja nukleofilitāte ir augsta, tad noteikta reakcija var būt ātra, un, ja nukleofilitāte ir zema, reakcijas ātrums ir lēns. Tā kā nukleofīli ziedo elektronus, saskaņā ar Lūisa definīciju, tie ir bāzes.

Kas ir vienkāršība??

Pamatīgums ir spēja darboties kā bāze. Bāzes dažādi definē dažādi zinātnieki. Arrhenius definē bāzi kā vielu, kas ziedo OH^- jonus līdz šķīdumam. Bronsted-Lowry definē bāzi kā vielu, kas var pieņemt protonu. Pēc Lūisa vārdiem, jebkurš elektronu donors ir bāze. Saskaņā ar Arrhenius definīciju savienojumam vajadzētu būt hidroksīda anjonam un spējai to ziedot kā hidroksīda jonu, lai tas būtu bāze. Bet saskaņā ar Lewis un Bronsted-Lowry teikto var būt molekulas, kurām nav hidroksīdu, bet kuras var darboties kā bāze. Piemēram, NH₃ ir Lūisa bāze, jo tā var ziedot elektronu pāri uz slāpekļa. Nē₂CO₃ ir Bronsted-Lowry bāze bez hidroksīda grupām, bet tai ir spēja pieņemt ūdeņražus.

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 var iedalīt divās daļās, pamatojoties uz to spēju sadalīties un radīt hidroksīda jonus. Spēcīgas bāzes, piemēram, NaOH un KOH, tiek jonizētas šķīdumā, 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.