Нуклеофильділік пен негіздік
Қышқылдар мен негіздер химиядағы екі маңызды ұғым. Олардың қарама-қайшы қасиеттері бар. Нуклеофил - бұл реакция механизмдері мен жылдамдығын сипаттау үшін органикалық химияда көбірек қолданылатын термин. Құрылымдық жағынан негіздер мен нуклеофильдер арасында ерекше айырмашылық жоқ, бірақ функционалдық жағынан олар әртүрлі міндеттер атқарады.
Нуклеофильділік дегеніміз не?
Нуклеофильділік түрдің нуклеофиль ретінде әрекет ету қабілетін білдіреді. Нуклеофил кез келген теріс ион немесе кем дегенде бір бөлінбеген электрон жұбы бар кез келген бейтарап молекула болуы мүмкін. Нуклеофил өте электропозитивті зат, сондықтан оң орталықтармен әрекеттесуді ұнатады. Ол жалғыз электрон жұбының көмегімен реакцияларды бастай алады. Мысалы, нуклеофил алкилгалогенидпен әрекеттескенде, нуклеофилдің жалғыз жұбы галогенді алып жүретін көміртек атомына шабуыл жасайды. Бұл көміртек атомы галоген атомымен электртерістігінің айырмашылығына байланысты ішінара оң зарядталған. Нуклеофил көміртегіге қосылғаннан кейін галоген кетеді. Мұндай реакциялар нуклеофильді орын басу реакциялары деп аталады. Нуклеофильдермен басталатын реакциялардың нуклеофильді элиминация реакциялары деп аталатын тағы бір түрі бар. Нуклеофильділік реакция механизмдері туралы айтады; осылайша, бұл реакция жылдамдығының көрсеткіші. Мысалы, нуклеофильділік жоғары болса, белгілі бір реакция жылдам жүруі мүмкін, ал нуклеофильділік төмен болса, реакция жылдамдығы баяу болады. Нуклеофильдер электрондарды беретіндіктен, Льюис анықтамасы бойынша олар негіз болып табылады.
Базалық деген не?
Негізгілік – негіз ретінде әрекет ету мүмкіндігі. Негіздерді әртүрлі ғалымдар бірнеше жолмен анықтайды. Аррениус негізді ерітіндіге OH– иондарын беретін зат ретінде анықтайды. Бронстед-Лоури негізді протонды қабылдай алатын зат ретінде анықтайды. Льюис бойынша кез келген электрон доноры негіз болып табылады. Аррениус анықтамасына сәйкес, қосылыста гидроксид анионы болуы керек және оны негіз болу үшін гидроксид ионы ретінде беру мүмкіндігі болуы керек. Бірақ Льюис пен Бронстед-Лоуридің пікірінше, гидроксидтері жоқ, бірақ негіз ретінде әрекет ете алатын молекулалар болуы мүмкін. Мысалы, NH3 - Льюис негізі, өйткені ол азотқа электрон жұбын бере алады. Na2CO3 - гидроксид топтары жоқ Бронстед-Лоури негізі, бірақ сутегін қабылдау мүмкіндігі бар.
Негіздердің сезім сияқты тайғақ сабын және ащы дәмі бар. Олар су және тұз молекулаларын түзетін қышқылдармен оңай әрекеттеседі. Каустикалық сода, аммиак және ас содасы - біз жиі кездесетін қарапайым негіздердің бірі. Негіздерді диссоциациялау және гидроксид иондарын өндіру қабілетіне қарай екіге бөлуге болады. NaOH және KOH сияқты күшті негіздер иондарды беру үшін ерітіндіде толығымен иондалады. NH3 сияқты әлсіз негіздер ішінара диссоциацияланады және гидроксид иондарының аз мөлшерін береді. Kb – негізгі диссоциация константасы. Ол әлсіз негіздің гидроксид иондарын жоғалту қабілетінің көрсеткішін береді. pKa мәні жоғары қышқылдар (13-тен көп) әлсіз қышқылдар болып табылады, бірақ олардың конъюгаттық негіздері күшті негіздер ретінде қарастырылады. Заттың негіз екенін немесе жоқтығын тексеру үшін лакмус қағазы немесе рН қағазы сияқты бірнеше индикаторларды қолдануға болады. Негіздер 7-ден жоғары рН мәнін көрсетеді және ол қызыл лакмусты көкке айналдырады.
Нуклеофильдік пен негіздіктің айырмашылығы неде?
• Нуклеофильділік пен негіздіктің айырмашылығы - нуклеофиль немесе негіз.
• Барлық нуклеофильдер негіз, бірақ барлық негіздер нуклеофиль бола алмайды.
• Негіздік - сутегін қабылдау, осылайша бейтараптандыру реакцияларын орындау, бірақ нуклеофильдік - белгілі бір реакцияны бастау үшін электрофилдерге шабуыл жасау қабілеті.
