Ключовата разлика между база и нуклеофил е, че базите са акцептори на водород, които могат да извършват неутрализиращи реакции, докато нуклеофилите атакуват електрофилите, за да инициират някои определени органични реакции.
Киселините и основите са две важни понятия в химията. И двете имат противоречиви свойства. Нуклеофилът е термин, който използваме по-често в органичната химия, за да опишем реакционните механизми и скорости. Структурно няма голяма разлика между база и нуклеофил, но функционално те изпълняват различни функции.
Какво е Base?
Можем да дефинираме бази по няколко начина според дефинициите на различни учени. Арениус определя основата като вещество, което дарява OH– йони на разтвора. Според Луис всеки донор на електрони е основа. Бронстед-Лоури определя основата като вещество, което може да приеме протон. Според дефиницията на Арениус едно съединение трябва да има хидроксиден анион и способността да го отдава като хидроксиден йон, за да бъде основа.
Въпреки това, въз основа на теориите на Луис и Бронстед-Лоури, има някои молекули, които не притежават хидроксиди, но могат да действат като основа. Например NH3 е база на Люис, защото може да отдаде електронната двойка на азота. По същия начин Na2CO3 е база на Бренстед-Лоури без хидроксидни групи, но има способността да приема водороди.
Фигура 01: Химични елементи в периодичната таблица, които могат да образуват твърди, меки и междинни основни съединения
Свойства на базите
Основите имат усещане за хлъзгав сапун и горчив вкус. Те реагират лесно с киселини, произвеждайки вода и молекули сол. Сода каустик, амоняк и сода бикарбонат са някои от обичайните основи, които срещаме много често. Можем да категоризираме базите в две категории в зависимост от способността им да дисоциират и да произвеждат хидроксидни йони. Силни основи като NaOH, KOH могат да претърпят пълна йонизация в разтвор, за да дадат йони. Слабите основи като NH3 са частично дисоциирани и дават по-малко количества хидроксидни йони.
Kb е основната константа на дисоциация. Той дава индикация за способността за загуба на хидроксидни йони на слаба основа. Киселините с по-висока стойност на pKa (повече от 13) са слаби киселини, но техните спрегнати основи се считат за силни основи. За да проверим дали дадено вещество е основа или не, можем да използваме няколко индикатора като лакмусова хартия или pH хартия. Основите показват стойност на рН, по-висока от 7, и той превръща червения лакмус в син.
Какво е нуклеофил?
Можем да назовем всеки отрицателен йон или всяка неутрална молекула, която има поне една несподелена електронна двойка като нуклеофил. Нуклеофилът е вещество, което е много електроположително, следователно обича да взаимодейства с положителните центрове. Може да инициира реакции, използвайки несподелена електронна двойка. Например, когато нуклеофил реагира с алкил халид, несподелената двойка на нуклеофила атакува въглеродния атом, който носи халогена. Този въглероден атом има частичен положителен заряд поради разликата в електроотрицателността между въглеродния атом и халогенния атом.
Фигура 02: Реакции на дикарбамоил хлорид с нуклеофили
След като нуклеофилът се прикрепи към въглерода, халогенът напуска. Ние наричаме този тип реакции реакции на нуклеофилно заместване. Има друг тип реакции, които започват с нуклеофилите; те са реакции на нуклеофилно елиминиране. Нуклеофилността разказва за механизмите на реакцията. Следователно това е индикация за скоростта на реакцията. Например, ако нуклеофилността е висока, тогава определена реакция може да протече бързо, а ако нуклеофилността е ниска, скоростта на реакцията е бавна. Тъй като нуклеофилите даряват електрони, според дефиницията на Люис, те са бази.
Каква е разликата между база и нуклеофил?
Основната разлика между основа и нуклеофил се крие в тяхната функция. Базите са акцептори на водород, които могат да извършват неутрализиращи реакции, докато нуклеофилите атакуват електрофилите, за да инициират някои определени органични реакции. Следователно, това е ключовата разлика между основа и нуклеофил. Освен това базите действат като акцептори на водород, които могат да извършват неутрализиращи реакции, докато нуклеофилите атакуват електрофилите, за да инициират някои определени органични реакции.
Като друга важна разлика между основата и нуклеофила, можем да приемем типа химични реакции, в които участват; основите участват в киселинни неутрализиращи реакции, докато нуклеофилите участват в нуклеофилни реакции. Освен това основите имат кинетична химична природа, което означава, че реагират в зависимост от експозицията, от която зависят. Но нуклеофилите имат термодинамична химическа природа, което означава, че се влияят от другите химични реакции в околната среда.
Обобщение – Основа срещу нуклеофил
Всеки нуклеофил е основа, но не всички бази са нуклеофили. Ключовата разлика между основа и нуклеофил е, че базите са акцептори на водород, които могат да извършват неутрализиращи реакции, докато нуклеофилите атакуват електрофили, за да инициират някои определени органични реакции.
