الفرق الرئيسي بين القاعدة و nucleophile هو أن القواعد هي مستقبلات الهيدروجين التي يمكن أن تؤدي تفاعلات معادلة بينما تهاجم النيوكليوفيلات الكهربائية لبدء بعض التفاعلات العضوية.
الأحماض والقواعد مفهومان مهمان في الكيمياء. كلاهما لهما خصائص متناقضة. محبي النواة هو مصطلح نستخدمه بشكل بارز في الكيمياء العضوية لوصف آليات التفاعل ومعدلاته. من الناحية الهيكلية ، لا يوجد فرق مميز بين القاعدة ومحبي النواة ، ولكن وظيفيًا يؤدون واجبات مختلفة.
ما هي القاعدة؟
يمكننا تحديد القواعد بعدة طرق وفقًا لتعريفات العلماء المختلفين.يعرّف Arrhenius القاعدة بأنها مادة تتبرع OH-أيونات إلى المحلول. وفقًا لـ Lewis ، فإن أي متبرع بالإلكترون هو قاعدة. Bronsted- يعرّف لوري القاعدة بأنها مادة يمكنها قبول البروتون. وفقًا لتعريف أرهينيوس ، يجب أن يحتوي المركب على أنيون هيدروكسيد والقدرة على التبرع به كأيون هيدروكسيد ليكون قاعدة.
ومع ذلك ، بناءً على نظريات لويس وبرونستيد- لوري ، هناك بعض الجزيئات التي لا تمتلك هيدروكسيدات ولكنها يمكن أن تعمل كقاعدة. على سبيل المثال ، NH3هي قاعدة لويس ، لأنها يمكن أن تتبرع بزوج الإلكترون على النيتروجين. وبالمثل ، Na2CO3هي قاعدة برونستيد-لوري بدون مجموعات هيدروكسيد ولكن لديها القدرة على قبول الهيدروجين.
الشكل 01: العناصر الكيميائية في الجدول الدوري التي يمكن أن تشكل مركبات أساسية صلبة ولينة ومتوسطة
خصائص القواعد
القواعد لها صابون زلق مثل الشعور وطعم مر. تتفاعل بسهولة مع الأحماض التي تنتج الماء وجزيئات الملح. الصودا الكاوية والأمونيا وصودا الخبز هي بعض القواعد الشائعة التي نواجهها في كثير من الأحيان. يمكننا تصنيف القواعد إلى فئتين ، اعتمادًا على قدرتها على فصل وإنتاج أيونات الهيدروكسيد. قواعد قوية مثل هيدروكسيد الصوديوم ، KOH يمكن أن تخضع لتأين كامل في محلول لإعطاء الأيونات. القواعد الضعيفة مثل NH3منفصلة جزئيًا وتعطي كميات أقل من أيونات الهيدروكسيد.
Kbهو ثابت التفكك الأساسي. يعطي مؤشرا على القدرة على فقدان أيونات الهيدروكسيد من قاعدة ضعيفة. الأحماض ذات قيمة pKaأعلى (أكثر من 13) هي أحماض ضعيفة ، لكن قواعدها المترافقة تعتبر قواعد قوية. للتحقق مما إذا كانت المادة أساسية أم لا ، يمكننا استخدام عدة مؤشرات مثل ورق عباد الشمس أو ورق الأس الهيدروجيني. تُظهر القواعد قيمة pH أعلى من 7 ، ويتحول عباد الشمس الأحمر إلى اللون الأزرق.
ما هي النوكليوفيل؟
يمكننا تسمية أي أيون سالب أو أي جزيء محايد يحتوي على زوج إلكترون واحد على الأقل غير مشترك على أنه محب للنيوكليوفيل. النوكليوفيل هي مادة حساسة للغاية للكهرباء ، لذلك تحب التفاعل مع المراكز الإيجابية. يمكنه بدء التفاعلات باستخدام زوج الإلكترون الوحيد. على سبيل المثال ، عندما يتفاعل محبي النواة مع هاليد ألكيل ، فإن الزوج الوحيد من محبي النواة يهاجم ذرة الكربون التي تحمل الهالوجين. ذرة الكربون هذه لها شحنة موجبة جزئية بسبب اختلاف الكهربية بين ذرة الكربون وذرة الهالوجين.
الشكل 02: تفاعلات كلوريد ديكاربامويل مع النوكليوفيلات
بعد أن يلتصق النوكليوفيل بالكربون ، يترك الهالوجين. نسمي هذا النوع من التفاعلات تفاعلات الاستبدال النووي.هناك نوع آخر من ردود الفعل التي تبدأ مع nucleophiles؛ إنها تفاعلات إزالة نيوكليوفيلية. تحكي محبة النواة عن آليات التفاعل. وبالتالي ، فهو مؤشر على معدلات التفاعل. على سبيل المثال ، إذا كانت محبة النواة عالية ، فيمكن أن يحدث تفاعل معين سريعًا ، وإذا كانت محبة النواة منخفضة ، يكون معدل التفاعل بطيئًا. نظرًا لأن النيوكليوفيل يتبرع بالإلكترونات ، وفقًا لتعريف لويس ، فهي قواعد.
ما هو الفرق بين Base و Nucleophile؟
يكمن الاختلاف الرئيسي بين القاعدة و nucleophile في وظيفتها. القواعد هي مستقبلات الهيدروجين التي يمكن أن تؤدي تفاعلات معادلة بينما تهاجم النيوكليوفيل الإلكتروفيل لبدء بعض التفاعلات العضوية المحددة. وبالتالي ، هذا هو الفرق الرئيسي بين القاعدة والنيوكليوفيل. علاوة على ذلك ، تعمل القواعد كمستقبلات للهيدروجين والتي يمكن أن تؤدي تفاعلات معادلة بينما تهاجم النيوكليوفيلات الإلكتروفيلات لبدء بعض التفاعلات العضوية.
كاختلاف مهم آخر بين القاعدة و nucleophile ، يمكننا أن نأخذ نوع التفاعلات الكيميائية التي تنطوي عليها ؛ تتضمن القواعد في تفاعلات معادلة الحمض بينما تتضمن النيوكليوفيلات تفاعلات محبة للأحماض. علاوة على ذلك ، فإن القواعد لها طبيعة كيميائية حركية مما يعني أنها تتفاعل اعتمادًا على التعرض الذي تعتمد عليه. ومع ذلك ، فإن nucleophiles لها طبيعة كيميائية ديناميكية حرارية مما يعني أنها تتأثر بالتفاعلات الكيميائية الأخرى داخل البيئة.
ملخص - Base vs Nucleophile
كل محبي نيوكليوفيل هو قاعدة ، لكن جميع القواعد ليست نيوكليوفيلات. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين القاعدة والنيوكليوفيل في أن القواعد هي مستقبلات الهيدروجين التي يمكن أن تؤدي تفاعلات معادلة بينما تهاجم النيوكليوفيلات الإلكتروفيلات لبدء بعض التفاعلات العضوية المحددة.
