Η βασική διαφορά μεταξύ βάσης και πυρηνόφιλου είναι ότι οι βάσεις είναι δέκτες υδρογόνου που μπορούν να πραγματοποιήσουν αντιδράσεις εξουδετέρωσης, ενώ τα πυρηνόφιλα επιτίθενται στα ηλεκτρόφιλα για να ξεκινήσουν ορισμένες οργανικές αντιδράσεις.
Τα οξέα και οι βάσεις είναι δύο σημαντικές έννοιες στη χημεία. Και τα δύο έχουν αντιφατικές ιδιότητες. Το πυρηνόφιλο είναι ένας όρος που χρησιμοποιούμε πιο έντονα στην οργανική χημεία για να περιγράψουμε τους μηχανισμούς και τους ρυθμούς αντίδρασης. Δομικά, δεν υπάρχει διακριτή διαφορά μεταξύ βάσης και πυρηνόφιλου, αλλά λειτουργικά εκτελούν διαφορετικά καθήκοντα.
Τι είναι η βάση;
Μπορούμε να ορίσουμε τις βάσεις με διάφορους τρόπους σύμφωνα με τους ορισμούς διαφόρων επιστημόνων. Ο Arrhenius ορίζει ως βάση μια ουσία που δίνει ιόντα OH– στο διάλυμα. Σύμφωνα με τον Lewis, κάθε δότης ηλεκτρονίων είναι μια βάση. Ο Bronsted- Lowry ορίζει μια βάση ως μια ουσία που μπορεί να δεχθεί ένα πρωτόνιο. Σύμφωνα με τον ορισμό του Arrhenius, μια ένωση πρέπει να έχει ένα ανιόν υδροξειδίου και την ικανότητα να το δίνει ως ιόν υδροξειδίου για να είναι βάση.
Ωστόσο, με βάση τις θεωρίες Lewis και Bronsted- Lowry, υπάρχουν μερικά μόρια που δεν διαθέτουν υδροξείδια, αλλά μπορούν να λειτουργήσουν ως βάση. Για παράδειγμα, το NH3 είναι μια βάση Lewis, επειδή μπορεί να δώσει το ζεύγος ηλεκτρονίων σε άζωτο. Ομοίως, το Na2CO3 είναι μια βάση Bronsted-Lowry χωρίς ομάδες υδροξειδίου αλλά έχει την ικανότητα να δέχεται υδρογόνα.
Εικόνα 01: Χημικά στοιχεία στον Περιοδικό Πίνακα που μπορούν να σχηματίσουν σκληρές, μαλακές και ενδιάμεσες βασικές ενώσεις
Ιδιότητες βάσεων
Οι βάσεις έχουν αίσθηση που γλιστράει σαν σαπούνι και πικρή γεύση. Αντιδρούν εύκολα με οξέα παράγοντας μόρια νερού και αλατιού. Η καυστική σόδα, η αμμωνία και η μαγειρική σόδα είναι μερικές από τις κοινές βάσεις που συναντάμε πολύ συχνά. Μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τις βάσεις σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με την ικανότητά τους να διαχωρίζουν και να παράγουν ιόντα υδροξειδίου. Ισχυρές βάσεις όπως το NaOH, το ΚΟΗ μπορούν να υποστούν πλήρη ιονισμό σε ένα διάλυμα για να δώσουν ιόντα. Αδύναμες βάσεις όπως το NH3 είναι μερικώς διαχωρισμένες και δίνουν λιγότερες ποσότητες ιόντων υδροξειδίου.
Το
Kb είναι η σταθερά διάστασης βάσης. Δίνει ένδειξη της ικανότητας απώλειας ιόντων υδροξειδίου μιας ασθενούς βάσης. Τα οξέα με υψηλότερη τιμή pKa (πάνω από 13) είναι ασθενή οξέα, αλλά οι συζευγμένες βάσεις τους θεωρούνται ισχυρές βάσεις. Για να ελέγξουμε αν μια ουσία είναι βάση ή όχι, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αρκετούς δείκτες όπως χαρτί λακκούβας ή χαρτί pH. Οι βάσεις δείχνουν τιμή pH υψηλότερη από 7, και μετατρέπεται σε κόκκινο λίθο σε μπλε.
Τι είναι πυρηνόφιλος;
Μπορούμε να ονομάσουμε οποιοδήποτε αρνητικό ιόν ή οποιοδήποτε ουδέτερο μόριο που έχει τουλάχιστον ένα μη κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων ως πυρηνόφιλο. Το πυρηνόφιλο είναι μια ουσία που είναι πολύ ηλεκτροθετική, επομένως, αρέσει να αλληλεπιδρά με θετικά κέντρα. Μπορεί να ξεκινήσει αντιδράσεις χρησιμοποιώντας το μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, όταν ένα πυρηνόφιλο αντιδρά με ένα αλκυλαλογονίδιο, το μοναχικό ζεύγος του πυρηνόφιλου επιτίθεται στο άτομο άνθρακα που φέρει το αλογόνο. Αυτό το άτομο άνθρακα έχει μερικό θετικό φορτίο λόγω της διαφοράς ηλεκτραρνητικότητας μεταξύ του ατόμου άνθρακα και του ατόμου αλογόνου.
Εικόνα 02: Αντιδράσεις δικαρβαμοϋλοχλωριδίου με πυρηνόφιλα
Αφού το πυρηνόφιλο προσκολληθεί στον άνθρακα, το αλογόνο φεύγει. Αυτό το είδος των αντιδράσεων ονομάζουμε αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης. Υπάρχει ένας άλλος τύπος αντιδράσεων που ξεκινά με τα πυρηνόφιλα. είναι πυρηνόφιλες αντιδράσεις αποβολής. Η πυρηνοφιλία λέει για τους μηχανισμούς αντίδρασης. Έτσι, είναι μια ένδειξη των ρυθμών αντίδρασης. Για παράδειγμα, εάν η πυρηνοφιλικότητα είναι υψηλή, τότε μια συγκεκριμένη αντίδραση μπορεί να συμβεί γρήγορα, και εάν η πυρηνοφιλικότητα είναι χαμηλή, ο ρυθμός αντίδρασης είναι αργός. Δεδομένου ότι τα πυρηνόφιλα δωρίζουν ηλεκτρόνια, σύμφωνα με τον ορισμό Lewis, είναι βάσεις.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ βάσης και πυρηνόφιλου;
Η κύρια διαφορά μεταξύ βάσης και πυρηνόφιλου έγκειται στη λειτουργία τους. Οι βάσεις είναι δέκτες υδρογόνου που μπορούν να εκτελούν αντιδράσεις εξουδετέρωσης, ενώ τα πυρηνόφιλα επιτίθενται στα ηλεκτρόφιλα για να ξεκινήσουν ορισμένες οργανικές αντιδράσεις. Ως εκ τούτου, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ βάσης και πυρηνόφιλου. Επιπλέον, οι βάσεις λειτουργούν ως δέκτες υδρογόνου που μπορούν να εκτελέσουν αντιδράσεις εξουδετέρωσης ενώ τα πυρηνόφιλα επιτίθενται στα ηλεκτρόφιλα για να ξεκινήσουν ορισμένες οργανικές αντιδράσεις.
Ως άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ βάσης και πυρηνόφιλου, μπορούμε να πάρουμε τον τύπο των χημικών αντιδράσεων στις οποίες εμπλέκονται. Οι βάσεις εμπλέκονται σε αντιδράσεις εξουδετέρωσης οξέος ενώ τα πυρηνόφιλα σε πυρηνόφιλες αντιδράσεις. Επιπλέον, οι βάσεις έχουν κινητική χημική φύση που σημαίνει ότι αντιδρούν ανάλογα με την έκθεση από την οποία εξαρτάται. Ωστόσο, τα πυρηνόφιλα έχουν μια θερμοδυναμική χημική φύση που σημαίνει ότι επηρεάζονται από τις άλλες χημικές αντιδράσεις στο περιβάλλον.
Σύνοψη – Βάση εναντίον Πυρηνόφιλου
Κάθε πυρηνόφιλο είναι μια βάση, αλλά όλες οι βάσεις δεν είναι πυρηνόφιλες. Η βασική διαφορά μεταξύ βάσης και πυρηνόφιλου είναι ότι οι βάσεις είναι δέκτες υδρογόνου που μπορούν να εκτελέσουν αντιδράσεις εξουδετέρωσης ενώ τα πυρηνόφιλα επιτίθενται στα ηλεκτρόφιλα για να ξεκινήσουν ορισμένες οργανικές αντιδράσεις.
