Erinevus nukleofiilsuse ja põhilisuse vahel

Nukleofiilsus vs põhilisus
 

Happed ja alused on keemia kaks olulist mõistet. Neil on vastuolulised omadused. Nukleofiil on termin, mida kasutatakse orgaanilises keemias silmatorkavamalt, et kirjeldada reaktsiooni mehhanisme ja kiirust. Struktuuriliselt pole aluste ja nukleofiilide vahel vahet, kuid funktsionaalselt täidavad nad erinevaid ülesandeid.

Mis on nukleofiilsus?

Nukleofiilsus tähendab liigi võimet toimida nukleofiilina. Nukleofiil võib olla ükskõik milline negatiivne ioon või mis tahes neutraalne molekul, 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. See süsinikuaatom on osaliselt positiivselt laetud, kuna selle ja halogeeniaatomi vahel on elektronegatiivsus. Pärast nukleofiili kinnitumist süsinikule väljub halogeen. Seda tüüpi reaktsioone nimetatakse nukleofiilseteks asendusreaktsioonideks. On veel teist tüüpi reaktsioone, mille on algatanud nukleofiilid, mida nimetatakse nukleofiilseteks eliminatsioonireaktsioonideks. Nukleofiilsus räägib reaktsioonimehhanismidest; seega on see reaktsioonikiiruse näitaja. Näiteks kui nukleofiilsus on kõrge, siis võib teatud reaktsioon olla kiire ja kui nukleofiilsus on madal, on reaktsiooni kiirus aeglane. Kuna nukleofiilid annetavad Lewise määratluse kohaselt elektrone, on nad alused.

Mis on põhilisus?

Põhilisus on võime toimida alusena. Erinevad teadlased on aluseid määratlenud mitmel viisil. Arrhenius määratleb aluse OH-d annetava ainena^- ioonid lahusele. Bronsted - Lowry määratleb aluse kui ainet, mis suudab prootonit aktsepteerida. Lewise sõnul on iga elektronidoonor alus. Arrheniuse määratluse kohaselt peaks ühendil olema hüdroksiidi anioon ja võime annetada see hüdroksiidiioonina, et olla alus. Kuid Lewise ja Bronsted-Lowry sõnul võivad olla molekulid, mis ei oma hüdroksiide, kuid võivad toimida alusena. Näiteks NH₃ on Lewise alus, kuna see võib annetada elektronide lämmastikupaari. Ei₂CO₃ on Bronsted-Lowry alus ilma hüdroksiidrühmadeta, kuid tal on võime vesinikke vastu võtta.

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 võib jagada kaheks, tuginedes nende võimele dissotsieeruda ja toota hüdroksiidioone. Tugevad alused nagu NaOH ja KOH ioniseeritakse lahuses ioonide saamiseks täielikult. 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, võime kasutada mitut indikaatorit, näiteks lakmuspaberit või pH-paberit. Aluste pH väärtus on kõrgem kui 7 ja see muudab punase lakmuse siniseks.