Rozdiel medzi nukleofilnosťou a bázicitou

Nukleofilita vs. bazicita
 

Kyseliny a bázy sú dva dôležité pojmy v chémii. Majú protichodné vlastnosti. Nukleofil je pojem, ktorý sa v organickej chémii výraznejšie používa na opis reakčných mechanizmov a rýchlostí. Štrukturálne nie je rozdiel medzi bázami a nukleofilmi, ale funkčne vykonávajú rôzne povinnosti.

Čo je nukleofilita?

Nukleofilita znamená schopnosť druhu pôsobiť ako nukleofil. Nukleofil môže byť akýkoľvek negatívny ión alebo neutrálna molekula, ktorá má najmenej jeden nezdieľaný elektrónový pár. Nukleofil je látka, ktorá je veľmi elektropozitívna, a preto rád interaguje s pozitívnymi centrami. Môže iniciovať reakcie pomocou osamelého elektrónového páru. Napríklad, keď nukleofil reaguje s alkylhalogenidom, osamelý pár nukleofilu atakuje atóm uhlíka, ktorý nesie halogén. Tento atóm uhlíka je čiastočne kladný náboj v dôsledku rozdielu v elektronovej aktivite medzi atómom halogénu a atómom halogénu. Po naviazaní nukleofilu na uhlík odchádza halogén. Tento typ reakcií je známy ako nukleofilné substitučné reakcie. Existuje aj iný typ reakcií iniciovaných nukleofilmi, nazývaných nukleofilné eliminačné reakcie. Nukleofilita hovorí o reakčných mechanizmoch; je to teda údaj o rýchlosti reakcie. Napríklad, ak je nukleofilita vysoká, potom určitá reakcia môže byť rýchla a ak je nukleofilita nízka, rýchlosť reakcie je pomalá. Pretože nukleofily darujú elektróny, podľa Lewisovej definície sú tieto bázy.

Čo je to základnosť?

Základnosť je schopnosť konať ako základ. Základy sú rôznymi vedcami definované niekoľkými spôsobmi. Arrhenius definuje bázu ako látku, ktorá daruje OH^- ióny do roztoku. Bronsted-Lowry definuje bázu ako látku, ktorá dokáže prijať protón. Podľa Lewisa je akýkoľvek elektrónový darca základňou. Podľa Arrheniovej definície by zlúčenina mala mať hydroxidový anión a schopnosť darovať ju ako hydroxidový ión ako bázu. Ale podľa Lewisa a Bronsted Lowryho môžu existovať molekuly, ktoré neobsahujú hydroxidy, ale môžu pôsobiť ako báza. Napríklad NH₃ je Lewisova báza, pretože môže darovať elektrónový pár na dusík. na₂CO₃ je Bronstedova-Lowryho báza bez hydroxidových skupín, ale má schopnosť prijímať vodíky.

Bázy majú klzké mydlo ako pocit a horkú chuť. Ľahko reagujú s kyselinami, ktoré vytvárajú molekuly vody a soli. Kaustická sóda, amoniak a sóda na pečenie sú niektoré z bežných základní, s ktorými sa stretávame veľmi často. Bázy možno rozdeliť do dvoch skupín na základe ich schopnosti disociovať a vytvárať hydroxidové ióny. Silné bázy ako NaOH a KOH sú úplne ionizované v roztoku, čím sa získajú ióny. Slabé základy ako NH₃ sú čiastočne disociované a poskytujú menšie množstvo hydroxidových iónov. K_b je základná disociačná konštanta. Naznačuje to schopnosť strácať hydroxidové ióny slabej zásady. Kyseliny s vyšším pK (viac ako 13) sú slabé kyseliny, ale ich konjugované bázy sa považujú za silné bázy. Na overenie, či je látka základom alebo nie, môžeme použiť niekoľko ukazovateľov, ako je lakmusový papier alebo pH papierik. Bázy vykazujú hodnotu pH vyššiu ako 7 a červená lakmusová farba sa mení na modrú.