Pagrindinis skirtumas tarp bazės ir nukleofilo yra tas, kad bazės yra vandenilio akceptoriai, kurie gali atlikti neutralizuojančias reakcijas, o nukleofilai atakuoja elektrofilus, kad inicijuotų tam tikras organines reakcijas.
Rūgštys ir bazės yra dvi svarbios chemijos sąvokos. Abu jie turi prieštaringų savybių. Nukleofilas yra terminas, kurį organinėje chemijoje vartojame reakcijų mechanizmams ir greičiui apibūdinti. Struktūriškai nėra jokio skirtumo tarp bazinių ir nukleofilų, tačiau funkciniu požiūriu jie atlieka skirtingas funkcijas.
Kas yra bazė?
Galime apibrėžti bazes keliais būdais pagal įvairių mokslininkų apibrėžimus. Arrhenius apibrėžia bazę kaip medžiagą, kuri tirpalui atiduoda OH– jonus. Pasak Lewiso, bet kuris elektronų donoras yra bazė. Bronsted-Lowry bazę apibrėžia kaip medžiagą, galinčią priimti protoną. Pagal Arrhenius apibrėžimą, junginys turi turėti hidroksido anijoną ir turėti galimybę paversti jį kaip hidroksido jonu, kad būtų bazė.
Tačiau, remiantis Lewiso ir Bronstedo-Lowry teorijomis, yra keletas molekulių, kurios neturi hidroksidų, bet gali veikti kaip bazė. Pavyzdžiui, NH3 yra Lewiso bazė, nes ji gali perduoti elektronų porą azotui. Taip pat Na2CO3 yra Bronstedo-Lowry bazė be hidroksido grupių, tačiau turi galimybę priimti vandenilius.
01 pav.: cheminiai elementai periodinėje lentelėje, galintys sudaryti kietus, minkštus ir tarpinius pagrindinius junginius
Pagrindų savybės
Pagrindų pojūtis panašus į muilą, o skonis yra kartaus. Jie lengvai reaguoja su rūgštimis, sudarydami vandens ir druskų molekules. Kaustinė soda, amoniakas ir kepimo soda yra keletas įprastų pagrindų, su kuriais susiduriame labai dažnai. Bazes galime suskirstyti į dvi kategorijas, priklausomai nuo jų gebėjimo atsiskirti ir gaminti hidroksido jonus. Stiprios bazės, tokios kaip NaOH, KOH, gali būti visiškai jonizuojamos tirpale, kad susidarytų jonai. Silpnos bazės, tokios kaip NH3, yra iš dalies disocijuojamos ir suteikia mažiau hidroksido jonų.
Kb yra bazinė disociacijos konstanta. Tai rodo gebėjimą prarasti silpnos bazės hidroksido jonus. Rūgštys, kurių pKa reikšmė didesnė (daugiau nei 13), yra silpnos rūgštys, tačiau jų konjuguotos bazės laikomos stipriomis bazėmis. Norėdami patikrinti, ar medžiaga yra bazė, ar ne, galime naudoti kelis rodiklius, pvz., lakmuso popierių arba pH popierių. Bazės pH vertė yra didesnė nei 7, o raudonas lakmusas paverčia mėlyną.
Kas yra nukleofilas?
Nukleofilu galime pavadinti bet kurį neigiamą joną arba bet kurią neutralią molekulę, kuri turi bent vieną nebendrą elektronų porą. Nukleofilas yra medžiaga, kuri yra labai elektropozityvi, todėl mėgsta sąveikauti su teigiamais centrais. Jis gali inicijuoti reakcijas naudodamas vienišą elektronų porą. Pavyzdžiui, kai nukleofilas reaguoja su alkilo halogenidu, vieniša nukleofilo pora atakuoja anglies atomą, kuriame yra halogenas. Šis anglies atomas turi dalinį teigiamą krūvį dėl elektronegatyvumo skirtumo tarp anglies atomo ir halogeno atomo.
02 pav. Dikarbamoilo chlorido reakcijos su nukleofilais
Nukleofilui prisitvirtinus prie anglies, halogenas pasišalina. Tokio tipo reakcijas vadiname nukleofilinėmis pakeitimo reakcijomis. Yra ir kito tipo reakcijos, kurios prasideda nuo nukleofilų; tai nukleofilinės eliminacijos reakcijos. Nukleofiliškumas pasakoja apie reakcijos mechanizmus. Taigi tai rodo reakcijos greitį. Pavyzdžiui, jei nukleofiliškumas yra didelis, tam tikra reakcija gali įvykti greitai, o jei nukleofiliškumas mažas, reakcijos greitis yra lėtas. Kadangi nukleofilai dovanoja elektronus, pagal Lewiso apibrėžimą jie yra bazės.
Kuo skiriasi bazė ir nukleofilas?
Pagrindinis skirtumas tarp bazės ir nukleofilų priklauso nuo jų funkcijos. Bazės yra vandenilio akceptoriai, kurie gali atlikti neutralizuojančias reakcijas, o nukleofilai atakuoja elektrofilus, kad inicijuotų tam tikras organines reakcijas. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp bazės ir nukleofilo. Be to, bazės veikia kaip vandenilio akceptoriai, kurie gali atlikti neutralizuojančias reakcijas, o nukleofilai atakuoja elektrofilus, kad inicijuotų tam tikras organines reakcijas.
Kaip dar vienas svarbus skirtumas tarp bazės ir nukleofilo, galime laikyti cheminių reakcijų, kuriose jie dalyvauja, tipą; bazės dalyvauja rūgštį neutralizuojančiose reakcijose, o nukleofilai dalyvauja nukleofilinėse reakcijose. Be to, bazės yra kinetinės cheminės prigimties, o tai reiškia, kad jos reaguoja priklausomai nuo poveikio, nuo kurio priklauso. Tačiau nukleofilai turi termodinaminį cheminį pobūdį, o tai reiškia, kad juos veikia kitos cheminės reakcijos aplinkoje.
Santrauka – bazė prieš nukleofilą
Kiekvienas nukleofilas yra bazė, bet visos bazės nėra nukleofilai. Pagrindinis skirtumas tarp bazės ir nukleofilo yra tas, kad bazės yra vandenilio akceptoriai, galintys atlikti neutralizuojančias reakcijas, o nukleofilai atakuoja elektrofilus, kad inicijuotų tam tikras organines reakcijas.
