Różnica między nukleofilowością a zasadowością

Nukleofilowość a zasadowość
 

Kwasy i zasady to dwa ważne pojęcia w chemii. Mają sprzeczne właściwości. Nucleophile to termin, który jest częściej stosowany w chemii organicznej, do opisania mechanizmów i szybkości reakcji. Strukturalnie nie ma wyraźnej różnicy między zasadami a nukleofilami, ale funkcjonalnie pełnią one różne obowiązki.

Co to jest nukleofilowość?

Nukleofilowość oznacza zdolność gatunku do działania jako nukleofil. Nukleofilem może być dowolny jon ujemny lub dowolna neutralna cząsteczka, która ma co najmniej jedną nieudostępnioną parę elektronów. Nukleofil jest substancją bardzo elektropozytywną, dlatego lubi oddziaływać z dodatnimi centrami. Może inicjować reakcje za pomocą pojedynczej pary elektronów. Na przykład, gdy nukleofil reaguje z halogenkiem alkilu, samotna para nukleofila atakuje atom węgla, który nosi fluorowiec. Ten atom węgla jest częściowo naładowany dodatnio z powodu różnicy elektroujemności między nim a atomem halogenu. Po przyłączeniu nukleofila do węgla halogen opuszcza się. Ten typ reakcji jest znany jako reakcje podstawienia nukleofilowego. Istnieje inny rodzaj reakcji inicjowanych przez nukleofile, zwany reakcjami nukleofilowej eliminacji. Nukleofilowość mówi o mechanizmach reakcji; jest to zatem wskaźnik szybkości reakcji. Na przykład, jeśli nukleofilowość jest wysoka, wówczas pewna reakcja może być szybka, a jeśli nukleofilowość jest niska, szybkość reakcji jest wolna. Ponieważ nukleofile przekazują elektrony, zgodnie z definicją Lewisa, są one zasadami.

Co to jest Basicity?

Podstawowość to zdolność do działania jako baza. Zasady są definiowane na różne sposoby przez różnych naukowców. Arrhenius definiuje bazę jako substancję, która przekazuje OH^- jony do rozwiązania. Bronsted-Lowry definiuje bazę jako substancję, która może przyjmować proton. Według Lewisa każdy dawca elektronów jest bazą. Zgodnie z definicją Arrheniusa, związek powinien mieć anion wodorotlenkowy i zdolność do oddawania go jako jonu wodorotlenkowego jako zasady. Ale według Lewisa i Bronsteda-Lowry'ego mogą istnieć cząsteczki, które nie zawierają wodorotlenków, ale mogą działać jako zasada. Na przykład NH₃₎ jest zasadą Lewisa, ponieważ może przekazywać parę elektronów na azocie. Na₂₎WSPÓŁ₃₎ jest zasadą Bronsteda-Lowry'ego bez grup wodorotlenkowych, ale ma zdolność do przyjmowania wodoru.

Bazy mają śliskie uczucie mydła i gorzki smak. Łatwo reagują z kwasami, wytwarzając cząsteczki wody i soli. Soda kaustyczna, amoniak i soda oczyszczona to niektóre z powszechnych zasad, z którymi często się spotykamy. Zasady można podzielić na dwie części na podstawie ich zdolności do dysocjacji i wytwarzania jonów wodorotlenkowych. Silne zasady, takie jak NaOH i KOH, są całkowicie zjonizowane w roztworze, z wytworzeniem jonów. Słabe zasady, takie jak NH₃₎ są częściowo zdysocjowane i dają mniej jonów wodorotlenkowych. K._b jest podstawową stałą dysocjacji. Wskazuje zdolność do utraty jonów wodorotlenkowych o słabej zasadzie. Kwasy o wyższym pK_za wartość (ponad 13) to słabe kwasy, ale ich sprzężone zasady są uważane za mocne zasady. Aby sprawdzić, czy substancja jest bazą, możemy użyć kilku wskaźników, takich jak papier lakmusowy lub papier pH. Zasady wykazują wartość pH wyższą niż 7 i zmienia kolor lakmusowy w niebieski.