الفرق الرئيسي بين استبدال الجذور الحرة والاستبدال النووي هو أن تفاعلات استبدال الجذور الحرة تتضمن أنواعًا كيميائية جذرية حرة لها إلكترونات غير متزاوجة ، في حين أن تفاعلات الاستبدال المحبة للنيوكليوفيل تحتوي على أزواج من الإلكترونات يمكن التبرع بها.
استبدال الجذور الحرة هو نوع من التفاعلات الكيميائية الاصطناعية العضوية التي يتم فيها استبدال ذرة واحدة في جزيء بذرة أخرى أو مجموعة ذرات. من ناحية أخرى ، فإن الاستبدال النووي هو نوع من التفاعل الكيميائي حيث يميل مكون كيميائي غني بالإلكترون إلى استبدال مجموعة وظيفية داخل جزيء يعاني من نقص الإلكترون.
ما هو استبدال الجذور الحرة؟
استبدال الجذور الحرة هو نوع من التفاعلات الكيميائية الاصطناعية العضوية التي يتم فيها استبدال ذرة واحدة في جزيء بذرة أخرى أو مجموعة ذرات. في كثير من الأحيان ، يتضمن تفاعل استبدال الجذور الحرة تحطيم رابطة الكربون والهيدروجين في الألكانات مثل الميثان والبروبان. بعد ذلك ، تتشكل رابطة جديدة ، والتي تحدث أيضًا في مجموعات الألكيل مثل الميثيل والإيثيل.
الشكل 01: استبدال جذري حر في جزيء عام
على سبيل المثال ، يحتوي جزيء حمض الإيثانويك على مجموعة ميثيل. لديها رابطة كربون-هيدروجين يمكن أن تتصرف بشكل مشابه لتلك الموجودة في جزيئات الميثان. لذلك ، يمكن أن يتم تكسير الإيثان واستبداله بشيء آخر بطريقة مماثلة.على سبيل المثال تفاعل بين الميثان والكلور في وجود الأشعة فوق البنفسجية.
يمكن وصف الجذور الحرة بأنها ذرات أو مجموعات ذرات لها إلكترون واحد غير مزدوج. عادةً ما يتضمن تفاعل استبدال الجذور الحرة هذا النوع من الجذور. تتشكل الجذور الحرة عندما تنقسم الرابطة الكيميائية بالتساوي ، حيث تحصل كل ذرة على أحد الإلكترونين المترابطين. نسميه الانشطار الانحلالي. عند الإشارة إلى ما إذا كان المكون الكيميائي هو الجذور الحرة ، فإننا نستخدم نقطة مرتبطة بالصيغة الكيميائية لإظهار الإلكترون غير المقترن.
ما هو استبدال النواة؟
استبدال النيوكليوفيليك هو نوع من التفاعل الكيميائي حيث يميل مكون كيميائي غني بالإلكترون إلى استبدال مجموعة وظيفية داخل جزيء يعاني من نقص الإلكترون. يُطلق على الأنواع الكيميائية الغنية بالإلكترون اسم nucleophile ، ويطلق على الأنواع التي تعاني من نقص الإلكترون اسم electrophile. المركب الكيميائي الذي يحتوي على اليكتروفيل والمجموعة الوظيفية تسمى الركيزة.
الشكل 02: مثال على آلية تفاعل استبدال النواة
في هذا النوع من التفاعل ، يميل زوج الإلكترون من النوكليوفيل إلى مهاجمة جزيء الركيزة للارتباط به. في نفس الوقت ، تغادر المجموعة الوظيفية الجزيء. لذلك ، نسميها المجموعة المغادرة. هذه المجموعة المغادرة تغادر بزوج إلكترون. يعطي هذا التفاعل R-Nuc كمنتج رئيسي حيث R هو جزيء الركيزة ، و Nuc هو nucleophile. في بعض الأحيان ، يكون النوكليوفيل محايدًا كهربائيًا أو يمكن أن يكون سالبًا. وبالمثل ، تكون الركيزة أحيانًا محايدة أو موجبة الشحنة.
على سبيل المثال ، التحلل المائي لبروميد الألكيل هو نوع من الإحلال النووي. في هذا التفاعل ، يكون nucleophile عبارة عن مجموعة هيدروكسيد (OH-) ، والمجموعة المتبقية عبارة عن أنيون بروميد (Br-). علاوة على ذلك ، هذا النوع من التفاعل شائع جدًا في الكيمياء العضوية.
ما هو الفرق بين الاستبدال الجذري الحر والاستبدال النووي؟
استبدال الجذور الحرة هو نوع من التفاعلات الكيميائية الاصطناعية العضوية التي يتم فيها استبدال ذرة واحدة في جزيء بذرة أخرى أو مجموعة ذرات. الاستبدال النوكليوفيلي هو نوع من التفاعل الكيميائي حيث يميل مكون كيميائي غني بالإلكترون إلى استبدال مجموعة وظيفية داخل جزيء يعاني من نقص الإلكترون. الفرق الرئيسي بين استبدال الجذور الحرة والاستبدال النووي هو أن تفاعلات استبدال الجذور الحرة تتضمن أنواعًا كيميائية جذرية حرة لها إلكترونات غير متزاوجة ، في حين أن تفاعلات الاستبدال المحبة للنيوكليوفيل تحتوي على أزواج من الإلكترونات يمكن التبرع بها.
يعرض الرسم البياني أدناه الاختلافات بين استبدال الجذور الحرة والاستبدال النووي في شكل جدول للمقارنة جنبًا إلى جنب.
ملخص - استبدال جذري مجاني مقابل استبدال نيوكليوفيليك
الفرق الرئيسي بين استبدال الجذور الحرة والاستبدال النووي هو أن تفاعلات استبدال الجذور الحرة تتضمن أنواعًا كيميائية جذرية حرة لها إلكترونات غير متزاوجة ، في حين أن تفاعلات الاستبدال المحبة للنيوكليوفيل تحتوي على أزواج من الإلكترونات يمكن التبرع بها.
