Erinevus aluse ja nukleofiili vahel

võtme erinevus aluse ja nukleofiili vahel on see alused on vesiniku aktseptorid, mis võivad läbi viia neutraliseerivaid reaktsioone, samal ajal kui nukleofiilid ründavad elektrofiile, et käivitada teatud orgaanilisi reaktsioone.

Happed ja alused on keemia kaks olulist mõistet. Mõlemal neist on vastuolulised omadused. Nukleofiil on termin, mida me kasutame orgaanilises keemias reaktsioonimehhanismide ja kiiruse kirjeldamiseks silmatorkavamalt. Struktuurselt pole aluse ja nukleofiili vahel eristatavaid erinevusi, kuid funktsionaalselt täidavad nad erinevaid ülesandeid.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on alus
3. Mis on nukleofiil
4. Kõrvuti võrdlus - alus vs nukleofiil tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on alus?

Me võime määratleda aluseid mitmel viisil vastavalt erinevate teadlaste määratlustele. Arrhenius määratleb aluse OH-d annetava ainena^- ioonid lahusele. Lewise sõnul on iga elektronidoonor alus. Bronsted - Lowry määratleb aluse kui ainet, mis suudab prootonit aktsepteerida. Arrheniuse määratluse kohaselt peaks ühendil olema hüdroksiidi anioon ja võime annetada see hüdroksiidiioonina, et olla alus.

Kuid Lewise ja Bronsted-Lowry teooriate põhjal on mõned molekulid, mis ei sisalda hüdroksiide, kuid võivad toimida alusena. Näiteks NH₃ on Lewise alus, kuna see võib annetada elektronide lämmastikupaari. Samamoodi Na₂CO₃ "Bronsted-Lowry alus ilma hüdroksiidrühmadeta, kuid tal on võime vesinikke vastu võtta.

Joonis 01: Keemilised elemendid perioodilises tabelis, mis võivad moodustada kõvasid, pehmeid ja vahepealseid põhilisi ühendeid

Aluste omadused

Alustel on libe seep nagu tunne ja mõru maitse. Nad reageerivad kergesti hapetega, tekitades vee- ja soolamolekule. Söögisooda, ammoniaak ja söögisooda on mõned tavalisemad alused, millega puutume kokku väga sageli. Alused saame jagada kahte kategooriasse, sõltuvalt nende võimest dissotsieeruda ja toota hüdroksiidioone. Tugevad alused, näiteks NaOH, võivad KOH lahuses ioonide saamiseks täielikult ioniseerida. Nõrgad alused nagu NH₃ on osaliselt dissotsieerunud ja annavad vähem koguseid hüdroksiidioone.

K_b on aluse dissotsiatsioonikonstant. See annab märku nõrga aluse hüdroksiidioonide kaotamise võimalusest. Happed, mille pK on kõrgem_a väärtus (enam kui 13) on nõrgad happed, kuid nende konjugeeritud aluseid peetakse tugevateks alusteks. Kontrollimaks, kas aine on alus või mitte, saame kasutada mitut indikaatorit, näiteks lakmuspaberit või pH-paberit. Aluste pH väärtus on kõrgem kui 7 ja see muudab punase lakmuse siniseks.

Mis on nukleofiil?

Nukleofiiliks võime nimetada mis tahes negatiivseid ioone või mis tahes neutraalseid molekule, millel on vähemalt üks jagamata elektronide paar. Nukleofiil on aine, mis on väga elektropositiivne, seetõttu meeldib suhelda positiivsete keskustega. See võib algatada reaktsioone üksiku elektronide paari abil. Näiteks kui nukleofiil reageerib alküülhalogeniidiga, ründab nukleofiili üksikpaar halogeeni kandvat süsinikuaatomit. Sellel süsinikuaatomil on osaline positiivne laeng, mis on tingitud süsiniku ja halogeeni aatomi elektronegatiivsuse erinevusest.

Joonis 02: Dikarbamoüülkloriidi reaktsioonid nukleofiilidega

Pärast nukleofiili kinnitumist süsinikule väljub halogeen. Seda tüüpi reaktsioone kutsume nukleofiilseteks asendusreaktsioonideks. On ka teist tüüpi reaktsioone, mis algavad nukleofiilidega; need on nukleofiilsed elimineerimisreaktsioonid. Nukleofiilsus räägib reaktsioonimehhanismidest. Seega on see reaktsioonikiiruse näitaja. Näiteks kui nukleofiilsus on kõrge, siis võib teatud reaktsioon toimuda kiiresti ja kui nukleofiilsus on madal, on reaktsiooni kiirus aeglane. Kuna nukleofiilid annetavad Lewise määratluse kohaselt elektrone, on nad alused.

Mis vahe on baasil ja nukleofiilil??

Peamine erinevus aluse ja nukleofiili vahel seisneb nende funktsioonis. Alused on vesinikuaktseptorid, mis võivad läbi viia neutraliseerivaid reaktsioone, samal ajal kui nukleofiilid ründavad elektrofiile, et käivitada teatud orgaanilisi reaktsioone. Seega on see põhi- ja nukleofiilide erinevus. Lisaks toimivad alused vesinikuaktseptoritena, mis võivad neutraliseerida reaktsioone, samal ajal kui nukleofiilid ründavad elektrofiile, et käivitada teatud orgaanilisi reaktsioone.

Teise olulise erinevusena aluse ja nukleofiili vahel võime võtta nende kaasnevate keemiliste reaktsioonide tüüpi; alused osalevad happe neutraliseerimisreaktsioonides, nukleofiilid aga nukleofiilsetes reaktsioonides. Lisaks on alustel kineetiliselt keemiline iseloom, mis tähendab, et nad reageerivad sõltuvalt kokkupuutest, millest see sõltub. Nukleofiilidel on aga termodünaamiline keemiline iseloom, mis tähendab, et keskkonnas toimuvad muud keemilised reaktsioonid mõjutavad neid.

Kokkuvõte - alus vs nukleofiil

Iga nukleofiil on alus, kuid kõik alused pole nukleofiilid. Peamine erinevus aluse ja nukleofiili vahel on see, et alused on vesiniku aktseptorid, mis võivad neutraliseerida reaktsioone, samal ajal kui nukleofiilid ründavad elektrofiile, et käivitada teatud orgaanilisi reaktsioone.

Viide:

1. Britannica, Entsüklopeedia toimetajad. “Alus.” Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 27. detsember 2017. Saadaval siin  
2. Libretekstid. "Nukleofiil." Keemia LibreTexts, Riiklik Teadusfond, 7. juuni 2018. Saadaval siin

Pilt viisakalt:

1. Tem5psu “Hardsoftbases” - Omad tööd (CC BY-SA 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu  
2. “DMCC-Reaktion mit Nukleophilen” - autor ChemDoc 2010 - Oma töö, (CC BY-SA 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu