Nukleofiilsus vs põhisus
Happed ja alused on keemias kaks olulist mõistet. Neil on vastuolulised omadused. Nukleofiil on termin, mida kasutatakse orgaanilises keemias silmatorkavamalt reaktsioonimehhanismide ja -kiiruste kirjeldamiseks. Struktuurselt pole alustel ja nukleofiilidel vahet, kuid funktsionaalselt täidavad nad erinevaid ülesandeid.
Mis on nukleofiilsus?
Nukleofiilsus tähendab liigi võimet tegutseda nukleofiilina. Nukleofiil võib olla mis tahes negatiivne ioon või mis tahes neutraalne molekul, millel on vähemalt üks jagamata elektronipaar. Nukleofiil on aine, mis on väga elektropositiivne, seetõttu meeldib suhelda positiivsete keskustega. See võib algatada reaktsioone, kasutades üksikut elektronipaari. Näiteks kui nukleofiil reageerib alküülhalogeniidiga, ründab nukleofiili üksikpaar halogeeni kandvat süsinikuaatomit. See süsinikuaatom on osaliselt positiivse laenguga tänu tema ja halogeeni aatomi elektronegatiivsuse erinevusele. Pärast nukleofiili kinnitumist süsiniku külge lahkub halogeen. Seda tüüpi reaktsioone tuntakse nukleofiilsete asendusreaktsioonidena. Nukleofiilide poolt algatatud reaktsioonid on veel ühte tüüpi, mida nimetatakse nukleofiilseteks eliminatsioonireaktsioonideks. Nukleofiilsus räägib reaktsioonimehhanismidest; seega näitab see reaktsioonikiirust. Näiteks kui nukleofiilsus on kõrge, võib teatud reaktsioon olla kiire ja kui nukleofiilsus on madal, on reaktsioonikiirus aeglane. Kuna nukleofiilid loovutavad elektrone, on need Lewise määratluse kohaselt alused.
Mis on põhilisus?
Aluslikkus on võime tegutseda alusena. Erinevad teadlased määravad alused mitmel viisil. Arrhenius määratleb aluse kui ainet, mis annetab lahusele OH - ioone. Bronsted- Lowry määratleb aluse kui ainet, mis suudab vastu võtta prootonile. Lewise sõnul on iga elektronidoonor alus. Arrheniuse definitsiooni kohaselt peaks ühendil olema hüdroksiidanioon ja võime annetada see hüdroksiidi ioonina aluseks. Kuid Lewise ja Bronsted-Lowry sõnul võivad olla molekulid, millel pole hüdroksiide, kuid mis võivad toimida alusena. Näiteks on NH 3 Lewise alus, kuna see võib loovutada elektronpaari lämmastikule. Na 2 CO 3 on hüdroksiidrühmadeta Bronsted-Lowry alus, kuid on võimeline vesinikke vastu võtma.
Alustel on libe seebi sarnane tunne ja mõru maitse. Nad reageerivad kergesti hapetega, mis toodavad vett ja soolamolekule. Naatriumkarbonaat, ammoniaak ja söögisooda on mõned levinumad alused, mida kohtame väga sageli. Aluseid võib jagada kaheks, lähtudes nende võimest hüdroksiidioone eraldada ja toota. Tugevad alused nagu NaOH ja KOH ioniseeritakse lahuses täielikult ioonide saamiseks. Nõrgad alused nagu NH 3 on osaliselt dissotsieerunud ja saades vähem kogustes hüdroksiidioonid. K b on dissotsiatsiooni põhikonstant. See näitab võimet kaotada nõrga aluse hüdroksiidi ioone. Kõrgema pK-ga happed aväärtus (üle 13) on nõrgad happed, kuid nende konjugeeritud aluseid peetakse tugevateks alusteks. Selleks, et kontrollida, kas aine on alus või mitte, võime kasutada mitmeid näitajaid, näiteks lakmuspaberit või pH-paberit. Aluste pH väärtus on kõrgem kui 7 ja see muudab punase lakmuse siniseks.
Mis vahe on nukleofiilsusel ja põhilisusel?
• Erinevus nukleofiilsuse ja aluselisuse vahel on nukleofiil või alus.
• Kõik nukleofiilid on alused, kuid kõik alused ei saa olla nukleofiilid.
• Aluselisus on võime vesinikku vastu võtta, sooritades seeläbi neutraliseerivaid reaktsioone, kuid nukleofiilsus on võime rünnata elektrofiile teatud reaktsiooni algatamiseks.
