¿Cuál ' es la diferencia entre un nucleófilo y una base?
On febrero 1, 2021 by adminObviamente, depende del contexto si llamarías a una especie en particular nucleófilo o base, pero ¿son los dos términos en gran parte sinónimos o hay una diferencia?
Comentarios
- La basicidad es simplemente un tipo especial de nucleofilia, es decir, hacia los protones. Entonces, ambos términos están bastante relacionados, pero en química orgánica el término nucleofilia se usa generalmente con respecto al carbono. La razón por la que la basicidad y la nucleofilia se correlacionan bastante bien, pero no completamente, proviene de las diferencias entre las propiedades electrofílicas de los átomos de carbono y los protones (utilizando el principio HSAB , uno podría describir el diferencia como esta: …
- … los protones son electrófilos duros y los centros de carbono son electrófilos bastante blandos, por lo que los nucleófilos duros son mejores bases que los nucleófilos blandos y los nucleófilos blandos reaccionan mejor con el carbono).
Respuesta
Los dos están relacionados, en el sentido de que la mayoría de los nucleófilos son bases (de Lewis) y viceversa. Algunos buenos nucleófilos también son bases fuertes, p. Ej. $ \ ce {HO -} $. Sin embargo, una especie puede ser un buen nucleófilo y una base débil, p. Ej. $ \ ce {I -} $; o una especie puede ser un nucleófilo débil y una base fuerte, p. $ \ ce {t-BuO -} $. ¿Cómo podemos separar este comportamiento?
La nucleofilia es un fenómeno cinético.
Nucleofilicidad se define con mayor frecuencia en función de la velocidad relativa de las reacciones de los nucleófilos con un sustrato estándar en un disolvente estándar.
Por ejemplo , una reacción estándar podría tener este aspecto:
$$ \ ce {CH3I – > [Nu -] [H2O] CH3Nu} $$
La nucleofilia estará relacionada con la constante de velocidad relativa de reacción con el nucleófilo (relativa a la constante de velocidad de reacción con agua $ \ equiv 1 $).
La basicidad es un fenómeno termodinámico.
La basicidad se basa en la posición de equilibrio:
$$ \ ce { B + HSol < = > BH + + Sol -} $$
Responder
De hecho, existe una diferencia: basicity es un tipo particular de nucleofilicidad . Un nucleófilo es una especie química que dona un par de electrones a un electrófilo. Un nucleófilo también se puede llamar base cuando esta donación se produce hacia un electrófilo en particular, que es un ion de hidrógeno (un protón). .
Comentarios
- Entonces, ¿es siempre cierto que una base fuerte es un buen nucleófilo? por ejemplo, ¿el ion hidróxido es muy básico y ' es un buen nucleófilo?
- No, en realidad no. Lea la otra respuesta para obtener una explicación más específica del fenómeno.
Responder
$ \ ce {H2O} $ tiene un $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ de aproximadamente 15, lo que nos da a $ \ ce {OH -} $ una base razonablemente fuerte pero también un buen nucleófilo que encontrará compitiendo entre las reacciones de eliminación y sustitución. Ahora $ \ ce {H2} $ tiene un pka de 30, lo que hace que su base conjugada ($ \ ce {H -} $) sea una base aún más fuerte. $ \ Ce {CH4} $ que tiene un $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ de 50, y su base conjugada ($ \ ce {CH3 -} $) que es una base extremadamente fuerte, de hecho es lo suficientemente fuerte como para desprotonar cualquier ácido debajo de ella.
Piense en una base sólida que sea igual o más fuerte que $ \ ce {OH -} $. Además, cuanto mayor sea el $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ del ácido, mayor será la fuerza de la base conjugada.
Respuesta
Cuando el tamaño de una molécula con carga negativa es pequeño, se comporta como un nucleófilo, pero cuando el tamaño de una molécula con carga negativa es grande, se comporta como una base. Esto se debe al apiñamiento alrededor del átomo central de otras especies reactivas.
Comentarios
- ¿Qué quiere decir con apiñamiento? ¿Tiene algo que ver con la densidad de carga?
- El ion hidruro es bastante pequeño pero es una base fuerte. Esto parece una simplificación excesiva importante.
- Es ' es al revés en realidad …
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