Diferența cheie dintre bază și nucleofil este că bazele sunt acceptoare de hidrogen care pot efectua reacții de neutralizare, în timp ce nucleofilii atacă electrofilii pentru a iniția anumite reacții organice.
Acizii și bazele sunt două concepte importante în chimie. Ambele au proprietăți contradictorii. Un nucleofil este un termen pe care îl folosim mai bine în chimia organică pentru a descrie mecanismele și ratele de reacție. Din punct de vedere structural, nu există o diferență distinctă între bază și nucleofil, dar funcțional îndeplinesc sarcini diferite.
Ce este baza?
Putem defini bazele în mai multe moduri, conform definițiilor diverșilor oameni de știință. Arrhenius definește o bază ca o substanță care donează soluției ioni OH–. Potrivit lui Lewis, orice donor de electroni este o bază. Bronsted-Lowry definește o bază ca o substanță care poate accepta un proton. Conform definiției Arrhenius, un compus ar trebui să aibă un anion hidroxid și capacitatea de a-l dona ca ion hidroxid pentru a fi o bază.
Cu toate acestea, pe baza teoriilor Lewis și Bronsted-Lowry, există unele molecule care nu posedă hidroxizi, dar pot acționa ca bază. De exemplu, NH3 este o bază Lewis, deoarece poate dona perechea de electroni pe azot. De asemenea, Na2CO3 este o bază Bronsted-Lowry fără grupări hidroxid, dar are capacitatea de a accepta hidrogeni.
Figura 01: Elemente chimice din tabelul periodic care pot forma compuși de bază tari, moi și intermediari
Proprietăți ale bazelor
Bazele au o senzație ca săpunul alunecos și un gust amar. Reacţionează uşor cu acizii producând apă şi molecule de sare. Soda caustică, amoniacul și bicarbonatul de sodiu sunt câteva dintre bazele comune pe care le întâlnim foarte des. Putem clasifica bazele în două categorii, în funcție de capacitatea lor de a se disocia și de a produce ioni de hidroxid. Bazele puternice precum NaOH, KOH pot suferi ionizare completă într-o soluție pentru a da ioni. Bazele slabe precum NH3 sunt parțial disociate și dau mai puține cantități de ioni de hidroxid.
Kb este constanta de disociere de bază. Oferă o indicație a capacității de a pierde ionii de hidroxid ai unei baze slabe. Acizii cu o valoare pKa mai mare (mai mult de 13) sunt acizi slabi, dar bazele lor conjugate sunt considerate baze tari. Pentru a verifica dacă o substanță este o bază sau nu, putem folosi mai mulți indicatori precum hârtie de turnesol sau hârtie pH. Bazele arată o valoare a pH-ului mai mare de 7 și devine turnesol roșu în albastru.
Ce este un nucleofil?
Putem numi orice ion negativ sau orice moleculă neutră care are cel puțin o pereche de electroni neîmpărtășită ca nucleofil. Nucleofilul este o substanță foarte electropozitivă, prin urmare, îi place să interacționeze cu centrii pozitivi. Poate iniția reacții folosind perechea de electroni singuri. De exemplu, atunci când un nucleofil reacţionează cu o halogenură de alchil, perechea singură a nucleofilului atacă atomul de carbon care poartă halogenul. Acest atom de carbon are o sarcină pozitivă parțială datorită diferenței de electronegativitate dintre atomul de carbon și atomul de halogen.
Figura 02: Reacțiile clorurii de dicarbamoil cu nucleofilii
După ce nucleofilul se atașează de carbon, halogenul pleacă. Numim acest tip de reacții reacții de substituție nucleofilă. Există un alt tip de reacții care inițiază cu nucleofilii; sunt reacţii de eliminare nucleofile. Nucleofilitatea spune despre mecanismele de reacție. Astfel, este o indicație a vitezei de reacție. De exemplu, dacă nucleofilitatea este mare, atunci o anumită reacție poate avea loc rapid, iar dacă nucleofilitatea este scăzută, viteza de reacție este lentă. Deoarece nucleofilii donează electroni, conform definiției lui Lewis, aceștia sunt baze.
Care este diferența dintre bază și nucleofil?
Diferența majoră dintre bază și nucleofil constă în funcția lor. Bazele sunt acceptoare de hidrogen care pot efectua reacții de neutralizare, în timp ce nucleofilii atacă electrofilii pentru a iniția anumite reacții organice. Prin urmare, aceasta este diferența cheie dintre bază și nucleofil. În plus, bazele acționează ca acceptori de hidrogen care pot efectua reacții de neutralizare, în timp ce nucleofilii atacă electrofilii pentru a iniția anumite reacții organice.
Ca o altă diferență importantă între bază și nucleofil, putem lua tipul de reacții chimice în care acestea implică; bazele implică în reacții de neutralizare a acidului în timp ce nucleofilii se implică în reacții nucleofile. În plus, bazele au o natură cinetic-chimică, ceea ce înseamnă că reacţionează în funcţie de expunerea de care depinde. Cu toate acestea, nucleofilii au o natură chimică termodinamică, ceea ce înseamnă că sunt afectați de celel alte reacții chimice din mediu.
Rezumat – Baza vs Nucleofil
Fiecare nucleofil este o bază, dar nu toate bazele sunt nucleofile. Diferența cheie dintre bază și nucleofil este că bazele sunt acceptoare de hidrogen care pot efectua reacții de neutralizare, în timp ce nucleofilii atacă electrofilii pentru a iniția anumite reacții organice.
