Kľúčový rozdiel medzi bázou a nukleofilom je v tom, že bázy sú akceptory vodíka, ktoré môžu vykonávať neutralizačné reakcie, zatiaľ čo nukleofily útočia na elektrofily, aby iniciovali určité organické reakcie.
Kyseliny a zásady sú dva dôležité pojmy v chémii. Oba majú protichodné vlastnosti. Nukleofil je termín, ktorý používame výraznejšie v organickej chémii na opis reakčných mechanizmov a rýchlostí. Štrukturálne nie je rozdiel medzi bázou a nukleofilom, ale funkčne plnia rôzne úlohy.
Čo je základ?
Bázy môžeme definovať niekoľkými spôsobmi podľa definícií rôznych vedcov. Arrhenius definuje zásadu ako látku, ktorá dáva roztoku OH– ióny. Podľa Lewisa je základom každý donor elektrónov. Bronsted-Lowry definuje bázu ako látku, ktorá môže prijať protón. Podľa Arrheniovej definície by zlúčenina mala mať hydroxidový anión a schopnosť darovať ho ako hydroxidový ión, aby bola zásadou.
Na základe Lewisovej a Bronsted-Lowryho teórie však existujú molekuly, ktoré neobsahujú hydroxidy, ale môžu pôsobiť ako zásada. Napríklad NH3 je Lewisova báza, pretože môže darovať elektrónový pár na dusíku. Podobne Na2CO3 je Bronsted-Lowryho zásada bez hydroxidových skupín, ale má schopnosť prijímať vodíky.
Obrázok 01: Chemické prvky v periodickej tabuľke, ktoré môžu tvoriť tvrdé, mäkké a prechodné základné zlúčeniny
Vlastnosti báz
Základy majú pocit klzkého mydla a horkú chuť. Ľahko reagujú s kyselinami, pričom vznikajú molekuly vody a soli. Lúh sodný, amoniak a jedlá sóda sú niektoré z bežných základov, s ktorými sa stretávame veľmi často. Zásady môžeme kategorizovať do dvoch kategórií v závislosti od ich schopnosti disociovať a produkovať hydroxidové ióny. Silné zásady ako NaOH, KOH môžu v roztoku podstúpiť úplnú ionizáciu za vzniku iónov. Slabé bázy ako NH3 sú čiastočne disociované a poskytujú menšie množstvo hydroxidových iónov.
Kb je základná disociačná konštanta. Udáva schopnosť stratiť hydroxidové ióny slabej zásady. Kyseliny s vyššou hodnotou pKa (viac ako 13) sú slabé kyseliny, ale ich konjugované zásady sa považujú za silné zásady. Na kontrolu, či je látka bázou alebo nie, môžeme použiť niekoľko indikátorov ako lakmusový papierik alebo pH papierik. Bázy vykazujú hodnotu pH vyššiu ako 7 a mení sa červený lakmus na modrý.
Čo je nukleofil?
Za nukleofil môžeme pomenovať akýkoľvek záporný ión alebo akúkoľvek neutrálnu molekulu, ktorá má aspoň jeden nezdieľaný elektrónový pár. Nukleofil je látka, ktorá je veľmi elektropozitívna, preto rada interaguje s pozitívnymi centrami. Môže iniciovať reakcie pomocou osamelého elektrónového páru. Napríklad, keď nukleofil reaguje s alkylhalogenidom, osamelý pár nukleofilu napadne atóm uhlíka, ktorý nesie halogén. Tento atóm uhlíka má čiastočne kladný náboj v dôsledku rozdielu v elektronegativite medzi atómom uhlíka a atómom halogénu.
Obrázok 02: Reakcie dikarbamoylchloridu s nukleofilmi
Po naviazaní nukleofilu na uhlík odíde halogén. Tento typ reakcií nazývame nukleofilné substitučné reakcie. Existuje ďalší typ reakcií, ktoré iniciujú nukleofily; sú to nukleofilné eliminačné reakcie. Nukleofilita hovorí o reakčných mechanizmoch. Ide teda o údaj o rýchlosti reakcie. Napríklad, ak je nukleofilita vysoká, potom určitá reakcia môže prebehnúť rýchlo, a ak je nukleofilita nízka, rýchlosť reakcie je pomalá. Keďže nukleofily darujú elektróny, podľa Lewisovej definície sú to bázy.
Aký je rozdiel medzi bázou a nukleofilom?
Hlavný rozdiel medzi bázou a nukleofilom spočíva v ich funkcii. Bázy sú akceptory vodíka, ktoré môžu vykonávať neutralizačné reakcie, zatiaľ čo nukleofily útočia na elektrofily, aby iniciovali určité organické reakcie. Toto je kľúčový rozdiel medzi bázou a nukleofilom. Okrem toho zásady pôsobia ako akceptory vodíka, ktoré môžu vykonávať neutralizačné reakcie, zatiaľ čo nukleofily útočia na elektrofily, aby iniciovali určité organické reakcie.
Ako ďalší dôležitý rozdiel medzi bázou a nukleofilom môžeme vziať typ chemických reakcií, na ktorých sa podieľajú; bázy sa zúčastňujú reakcií neutralizujúcich kyseliny, zatiaľ čo nukleofily sa zúčastňujú nukleofilných reakcií. Okrem toho majú zásady kinetickú chemickú povahu, čo znamená, že reagujú v závislosti od expozície, na ktorej závisí. Nukleofily však majú termodynamickú chemickú povahu, čo znamená, že sú ovplyvnené inými chemickými reakciami v prostredí.
Summary – Base vs Nucleophile
Každý nukleofil je báza, ale všetky bázy nie sú nukleofily. Kľúčový rozdiel medzi bázou a nukleofilom je v tom, že bázy sú akceptory vodíka, ktoré môžu vykonávať neutralizačné reakcie, zatiaľ čo nukleofily útočia na elektrofily, aby iniciovali určité organické reakcie.
