Nucleophilicity vs Basicity
Թթուները և հիմքերը քիմիայի երկու կարևոր հասկացություններ են: Նրանք ունեն հակասական հատկություններ: Նուկլեոֆիլը տերմին է, որն ավելի ցայտուն կերպով օգտագործվում է օրգանական քիմիայում՝ նկարագրելու ռեակցիայի մեխանիզմներն ու արագությունները։ Կառուցվածքային առումով հիմքերի և նուկլեոֆիլների միջև առանձնահատուկ տարբերություն չկա, բայց ֆունկցիոնալ առումով նրանք տարբեր պարտականություններ են կատարում:
Ի՞նչ է միջուկաֆիլությունը:
Նուկլեոֆիլություն նշանակում է տեսակի՝ որպես նուկլեոֆիլ գործելու ունակություն։ Նուկլեոֆիլ կարող է լինել ցանկացած բացասական իոն կամ ցանկացած չեզոք մոլեկուլ, որն ունի առնվազն մեկ չկիսված էլեկտրոնային զույգ։Նուկլեոֆիլը մի նյութ է, որը շատ էլեկտրադրական է, հետևաբար սիրում է փոխազդել դրական կենտրոնների հետ: Այն կարող է ռեակցիաներ սկսել՝ օգտագործելով միայնակ էլեկտրոնային զույգը: Օրինակ, երբ նուկլեոֆիլը փոխազդում է ալկիլհալիդի հետ, նուկլեոֆիլի միայնակ զույգը հարձակվում է հալոգեն կրող ածխածնի ատոմի վրա։ Ածխածնի այս ատոմը մասամբ դրական լիցքավորված է՝ դրա և հալոգենի ատոմի միջև էլեկտրաբացասականության տարբերության պատճառով։ Այն բանից հետո, երբ նուկլեոֆիլը միանում է ածխածինին, հալոգենը հեռանում է։ Այս տեսակի ռեակցիաները հայտնի են որպես նուկլեոֆիլային փոխարինման ռեակցիաներ։ Գոյություն ունի նուկլեոֆիլների կողմից հարուցված ռեակցիաների մեկ այլ տեսակ, որոնք կոչվում են նուկլեոֆիլային վերացման ռեակցիաներ։ Նուկլեոֆիլությունը պատմում է ռեակցիայի մեխանիզմների մասին. Այսպիսով, դա ցույց է տալիս ռեակցիայի արագությունը: Օրինակ, եթե նուկլեոֆիլությունը բարձր է, ապա որոշակի ռեակցիա կարող է լինել արագ, իսկ եթե միջուկաֆիլությունը ցածր է, ռեակցիայի արագությունը դանդաղ է։ Քանի որ նուկլեոֆիլները էլեկտրոններ են նվիրաբերում, ըստ Լյուիսի սահմանման, դրանք հիմքեր են։
Ի՞նչ է Basicity?
Հիմնականությունը որպես հիմք գործելու կարողություն է: Տարբեր գիտնականների կողմից հիմքերը որոշվում են մի քանի ձևով: Arrhenius-ը հիմքը սահմանում է որպես նյութ, որը լուծույթին նվիրաբերում է OH– իոններ: Բրոնսթեդ-Լոուրին հիմքը սահմանում է որպես նյութ, որը կարող է ընդունել պրոտոն: Ըստ Լյուիսի՝ ցանկացած էլեկտրոն դոնոր հիմք է։ Ըստ Arrhenius-ի սահմանման՝ միացությունը պետք է ունենա հիդրօքսիդ անիոն և այն որպես հիդրօքսիդ իոն նվիրաբերելու կարողություն՝ հիմք լինելու համար: Բայց ըստ Լյուիսի և Բրոնսթեդ-Լոուրիի, կարող են լինել մոլեկուլներ, որոնք չունեն հիդրօքսիդներ, բայց կարող են գործել որպես հիմք: Օրինակ, NH3-ը Լյուիսի հիմք է, քանի որ այն կարող է նվիրաբերել էլեկտրոնային զույգը ազոտի վրա: Na2CO3-ը Բրոնսթեդ-Լոուրի հիմք է առանց հիդրօքսիդի խմբերի, բայց ունի ջրածիններ ընդունելու հատկություն::
Հիմքերը ունեն սայթաքուն օճառի նման զգացողություն և դառը համ: Նրանք հեշտությամբ արձագանքում են թթուներին, որոնք առաջացնում են ջրի և աղի մոլեկուլներ: Կաուստիկ սոդան, ամոնիակը և խմորի սոդան այն սովորական հիմքերից են, որոնց մենք հաճախ հանդիպում ենք:Հիմքերը կարելի է դասակարգել երկու մասի` ելնելով հիդրօքսիդի իոնները տարանջատելու և արտադրելու ունակությունից: Ուժեղ հիմքերը, ինչպիսիք են NaOH-ը և KOH-ը, ամբողջությամբ իոնացվում են լուծույթում, իոններ տալու համար: Թույլ հիմքերը, ինչպիսիք են NH3-ը մասամբ տարանջատված են և տալիս են ավելի քիչ քանակությամբ հիդրօքսիդի իոններ: Kb-ը բազային դիսոցման հաստատուն է: Այն ցույց է տալիս թույլ հիմքի հիդրօքսիդի իոնները կորցնելու ունակության մասին: Ավելի բարձր pKa արժեք ունեցող թթուները (ավելի քան 13) թույլ թթուներ են, սակայն դրանց զուգակցված հիմքերը համարվում են ուժեղ հիմքեր։ Ստուգելու համար նյութը հիմք է, թե ոչ, մենք կարող ենք օգտագործել մի քանի ցուցիչներ, ինչպիսիք են լակմուսի թուղթը կամ pH թուղթը: Հիմքերը ցույց են տալիս 7-ից բարձր pH արժեք, և այն կարմիր լակմուսը վերածում է կապույտի։
Ո՞րն է տարբերությունը նուկլեոֆիլության և հիմնականության միջև:
• Նուկլեոֆիլության և հիմնականության միջև տարբերությունը նուկլեոֆիլ կամ հիմք լինելն է:
• Բոլոր նուկլեոֆիլները հիմքեր են, բայց բոլոր հիմքերը չեն կարող լինել նուկլեոֆիլներ:
• Հիմնականությունը ջրածին ընդունելու, այդպիսով չեզոքացնող ռեակցիաներ կատարելու կարողությունն է, սակայն նուկլեոֆիլությունը էլեկտրոֆիլների վրա հարձակվելու կարողությունն է որոշակի ռեակցիա սկսելու համար:
