Nukleofilitāte pret pamatīgumu
Skābes un bāzes ir divi svarīgi jēdzieni ķīmijā. Viņiem ir pretrunīgas īpašības. Nukleofils ir termins, ko vairāk izmanto organiskajā ķīmijā, lai aprakstītu reakcijas mehānismus un ātrumus. Strukturāli nav atšķiramas atšķirības starp bāzēm un nukleofiliem, bet funkcionāli tie veic dažādus pienākumus.
Kas ir nukleofilitāte?
Nukleofilitāte nozīmē sugas spēju darboties kā nukleofilam. Nukleofils var būt jebkurš negatīvs jons vai jebkura neitrāla molekula, kurai ir vismaz viens nedalīts elektronu pāris. Nukleofils ir viela, kas ir ļoti elektropozitīva, tāpēc labprāt mijiedarbojas ar pozitīvajiem centriem. Tas var ierosināt reakcijas, izmantojot vientuļo elektronu pāri. Piemēram, kad nukleofils reaģē ar alkilhalogenīdu, vientuļais nukleofila pāris uzbrūk oglekļa atomam, kas satur halogēnu. Šis oglekļa atoms ir daļēji pozitīvi uzlādēts, pateicoties elektronegativitātes atšķirībai starp to un halogēna atomu. Pēc tam, kad nukleofils pievienojas ogleklim, halogēns atstāj. Šāda veida reakcijas ir pazīstamas kā nukleofilās aizvietošanas reakcijas. Ir vēl viens reakciju veids, ko ierosina nukleofīli, ko sauc par nukleofilu eliminācijas reakcijām. Nukleofilitāte stāsta par reakcijas mehānismiem; tādējādi tas norāda uz reakcijas ātrumu. 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 pamatīgums?
Pamata ir spēja darboties kā pamatam. Bāzes dažādos veidos definē dažādi zinātnieki. Arrhenius nosaka bāzi kā vielu, kas ziedo šķīdumam OH - jonus. Bronsted- Lowry nosaka bāzi kā vielu, kas var pieņemt protonu. Saskaņā ar Lūisu, 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, pēc Luisa un Bronsteda-Lovija domām, var būt molekulas, kurām nav hidroksīdu, bet kuras var darboties kā bāze. Piemēram, NH 3 ir Lūisa bāze, jo tā var ziedot elektronu pāri uz slāpekļa. Na 2 CO 3 ir Bronsted- Lowry bāze bez hidroksīdu grupām, bet spēj uzņemt ūdeņražus.
Bāzēm ir slidenas ziepes, piemēram, sajūta un rūgta garša. Viņi viegli reaģē ar skābēm, kas ražo ūdens un sāls molekulas. Kaustiskā soda, amonjaks un cepamā soda ir daži no parastajiem pamatiem, ar kuriem mēs sastopamies ļoti bieži. Bāzes var iedalīt divās kategorijās, pamatojoties uz to spēju atdalīties un ražot hidroksīda jonus. Spēcīgas bāzes, piemēram, NaOH un KOH, tiek pilnībā jonizētas šķīdumā, lai iegūtu jonus. Vājas bāzes, piemēram, NH 3 ir daļēji atdalīt un dot mazāk daudzumu hidroksīda jonu. K b ir bāzes disociācijas konstante. Tas norāda uz spēju zaudēt vājas bāzes hidroksīda jonus. Skābes ar augstāku pK avērtība (vairāk nekā 13) ir vājas skābes, bet to konjugētās bāzes uzskata par spēcīgām bāzēm. Lai pārbaudītu, vai viela ir bāze, mēs varam izmantot vairākus rādītājus, piemēram, lakmusa papīru vai pH papīru. Bāzes pH vērtība ir augstāka par 7, un tā sarkanā lakmusa krāsa kļūst zila.
Kāda ir atšķirība starp nukleofilitāti un pamatīgumu?
• Atšķirība starp nukleofilitāti un pamatīgumu ir nukleofils vai bāze.
• Visi nukleofīli ir bāzes, bet visas bāzes nevar būt nukleofīli.
• Pamatīgums ir spēja pieņemt ūdeņradi, tādējādi veicot neitralizējošas reakcijas, bet nukleofilitāte ir spēja uzbrukt elektrofiliem, lai sāktu noteiktu reakciju.
