Galvenā atšķirība starp bāzi un nukleofilu ir tā, ka bāzes ir ūdeņraža akceptori, kas var veikt neitralizējošas reakcijas, turpretim nukleofili uzbrūk elektrofiliem, lai ierosinātu noteiktas organiskas reakcijas.
Skābes un bāzes ir divi svarīgi jēdzieni ķīmijā. Abām tām ir pretrunīgas īpašības. Nukleofils ir termins, ko mēs organiskajā ķīmijā lietojam vairāk, lai aprakstītu reakcijas mehānismus un ātrumus. Strukturāli nav izteiktas atšķirības starp bāzi un nukleofilu, taču funkcionāli tie veic dažādus pienākumus.
Kas ir bāze?
Mēs varam definēt bāzes vairākos veidos pēc dažādu zinātnieku definīcijām. Arrhenius definē bāzi kā vielu, kas šķīdumam piešķir OH– jonus. Pēc Lūisa domām, jebkurš elektronu donors ir bāze. Bronsted-Lowry definē bāzi kā vielu, kas spēj pieņemt protonu. Saskaņā ar Arrhenius definīciju savienojumam ir jābūt hidroksīda anjonam un spējai nodot to kā hidroksīda jonu, lai tas kļūtu par bāzi.
Tomēr, pamatojoties uz Lūisa un Bronsteda-Lourija teorijām, ir dažas molekulas, kurām nav hidroksīdu, bet kuras var darboties kā bāze. Piemēram, NH3 ir Lūisa bāze, jo tā var nodot elektronu pāri uz slāpekļa. Tāpat Na2CO3 ir Bronsted-Lowry bāze bez hidroksīda grupām, bet tai ir spēja pieņemt ūdeņražus.
Attēls 01: Periodiskās tabulas ķīmiskie elementi, kas var veidot cietus, mīkstus un vidējus pamata savienojumus
Bāzu īpašības
Bāzēm ir slidenas ziepju sajūtas un rūgta garša. Tie viegli reaģē ar skābēm, veidojot ūdens un sāls molekulas. Kaustiskā soda, amonjaks un cepamā soda ir dažas no izplatītākajām bāzēm, ar kurām mēs sastopamies ļoti bieži. Mēs varam iedalīt bāzes divās kategorijās atkarībā no to spējas atdalīties un ražot hidroksīda jonus. Spēcīgas bāzes, piemēram, NaOH, KOH, var pilnībā jonizēties šķīdumā, lai iegūtu jonus. Vājas bāzes, piemēram, NH3, ir daļēji disocītas un rada mazāku daudzumu hidroksīda jonu.
Kb ir bāzes disociācijas konstante. Tas norāda uz spēju zaudēt vājas bāzes hidroksīda jonus. Skābes ar augstāku pKa vērtību (vairāk nekā 13) ir vājas skābes, bet to konjugētās bāzes tiek uzskatītas par stiprām bāzēm. Lai pārbaudītu, vai viela ir bāze, mēs varam izmantot vairākus indikatorus, piemēram, lakmusa papīru vai pH papīru. Bāzēm ir pH vērtība, kas ir augstāka par 7, un sarkanais lakmuss kļūst zils.
Kas ir nukleofils?
Mēs varam nosaukt jebkuru negatīvu jonu vai jebkuru neitrālu molekulu, kurā ir vismaz viens nedalīts elektronu pāris, kā nukleofilu. Nukleofils ir viela, kas ir ļoti elektropozitīva, tāpēc patīk mijiedarboties ar pozitīvajiem centriem. Tas var ierosināt reakcijas, izmantojot vientuļo elektronu pāri. Piemēram, kad nukleofils reaģē ar alkilhalogenīdu, nukleofila vientuļais pāris uzbrūk oglekļa atomam, kas satur halogēnu. Šim oglekļa atomam ir daļējs pozitīvs lādiņš oglekļa atoma un halogēna atoma elektronegativitātes starpības dēļ.
Attēls 02: Dikarbamoilhlorīda reakcijas ar nukleofīliem
Pēc tam, kad nukleofils pievienojas ogleklim, halogēns pamet. Šāda veida reakcijas mēs saucam par nukleofīlo aizvietošanas reakcijām. Ir arī cita veida reakcijas, kas sākas ar nukleofīliem; tās ir nukleofīlas eliminācijas reakcijas. Nukleofilitāte stāsta par reakcijas mehānismiem. Tādējādi tas ir reakcijas ātruma rādītājs. Piemēram, ja nukleofilitāte ir augsta, tad noteikta reakcija var notikt ātri, un, ja nukleofilitāte ir zema, reakcijas ātrums ir lēns. Tā kā nukleofili ziedo elektronus, saskaņā ar Lūisa definīciju tie ir bāzes.
Kāda ir atšķirība starp bāzi un nukleofilu?
Galvenā atšķirība starp bāzi un nukleofilu ir saistīta ar to funkciju. Bāzes ir ūdeņraža akceptori, kas var veikt neitralizējošas reakcijas, savukārt nukleofili uzbrūk elektrofiliem, lai ierosinātu noteiktas organiskas reakcijas. Tādējādi šī ir galvenā atšķirība starp bāzi un nukleofilu. Turklāt bāzes darbojas kā ūdeņraža akceptori, kas var veikt neitralizējošas reakcijas, kamēr nukleofili uzbrūk elektrofiliem, lai ierosinātu noteiktas organiskas reakcijas.
Kā vēl vienu būtisku atšķirību starp bāzi un nukleofilu var uzskatīt ķīmisko reakciju veidu, kurā tie ir iesaistīti; bāzes piedalās skābes neitralizējošās reakcijās, savukārt nukleofīli iesaistās nukleofīlās reakcijās. Turklāt bāzēm ir kinētiski ķīmisks raksturs, kas nozīmē, ka tās reaģē atkarībā no iedarbības, no kuras tā ir atkarīga. Tomēr nukleofīliem ir termodinamisks ķīmiskais raksturs, kas nozīmē, ka tos ietekmē citas ķīmiskās reakcijas vidē.
Kopsavilkums - bāze pret nukleofilu
Katrs nukleofils ir bāze, bet visas bāzes nav nukleofili. Galvenā atšķirība starp bāzi un nukleofilu ir tā, ka bāzes ir ūdeņraža akceptori, kas var veikt neitralizējošas reakcijas, turpretim nukleofili uzbrūk elektrofiliem, lai ierosinātu noteiktas organiskas reakcijas.
