Τύποι Πυρηνόφιλων

Τα πυρηνόφιλα είναι είδη ατόμων ή μορίων σε μια χημική αντίδραση. Πλούσια σε ηλεκτρόνια, δωρίζουν εύκολα ηλεκτρόνια σε άλλα είδη με έλλειψη ηλεκτρονίων. Οι αντιδράσεις που προχωρούν μέσω πυρηνόφιλων επιθέσεων ονομάζονται πυρηνόφιλες αντιδράσεις. Σε γενικές γραμμές, μπορούμε να ταξινομήσουμε τα πυρηνόφιλα σε τρεις διαφορετικούς τύπους – 

1. Μοναχικά ζεύγη
2. Sigma bond
3. Π –bond

Τι είναι μια χημική αντίδραση;

Μια χημική αντίδραση είναι μια διαδικασία που περιλαμβάνει το σπάσιμο και το σχηματισμό χημικών δεσμών στα αντιδρώντα είδη για να σχηματιστεί ένα προϊόν μέσω μιας ενδόθερμης (απορροφούμενης θερμότητας) ή εξώθερμης (εξέλιξης θερμότητας) οδού χρησιμοποιώντας αντιδραστήρια.

Τι είναι ένα χημικό αντιδραστήριο;

Ένα χημικό αντιδραστήριο σε μια χημική αντίδραση είναι μια ουσία ή άτομο ή μόριο που έχει τη δύναμη να προκαλέσει τη χημική αντίδραση. Χρησιμοποιείται επίσης για την ανίχνευση της παρουσίας άλλων ουσιών σε μια χημική αντίδραση.

Παράδειγμα- ηλεκτρόφιλο, πυρηνόφιλο και ρίζες

Πώς σχηματίζεται ένα χημικό αντιδραστήριο;

Όταν συμβαίνει οποιαδήποτε αντίδραση, συμβαίνει σχάση και σύντηξη δεσμών, δηλαδή σπάσιμο και σχηματισμός χημικών δεσμών. Η σχάση συμβαίνει με δύο τρόπους – Ομολυτική σχάση και σχάση ετερολυτικού δεσμού.

Ομολυτική σχάση δεσμού-

• Όπως υποδηλώνει το όνομα Homolytic, homo σημαίνει το ίδιο και lytic σημαίνει σπάσιμο. Υποδηλώνει ισότιμη διάρρηξη του δεσμού. Εάν έχουμε έναν δεσμό μεταξύ δύο ειδών Α και Β και γνωρίζουμε ότι 2 ηλεκτρόνια σχηματίζουν έναν μόνο δεσμό, και τα δύο είδη θα πάρουν ένα - ένα ηλεκτρόνιο εξίσου όταν σπάσει αυτόν τον δεσμό.

• Και  ονομάζονται ελεύθερες ρίζες.

• Η σχάση ομολυτικού δεσμού είναι επίσης γνωστή ως ομολυτική διάσπαση ή ομόλυση δεσμού. Οι ελεύθερες ρίζες έχουν ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. Η σχάση του ομολυτικού δεσμού συμβαίνει σε μη πολικό μέσο παρουσία ηλιακού φωτός ή ακτίνων UV. Εμφανίζεται επίσης παρουσία TEL (τετρααιθυλο led)/υπεροξειδίου.

                   Σχάση ετερολυτικού δεσμού –

• Όπως υποδηλώνει το όνομα Heterolytic, hetero σημαίνει διαφορετικό και lytic σημαίνει σπάσιμο. Υποδηλώνει άνιση θραύση των δεσμών. Εάν έχουμε έναν απλό δεσμό μεταξύ δύο ειδών Α και Β, και γνωρίζουμε ότι ένας απλός δεσμός σχηματίζεται από 2 ηλεκτρόνια, οπότε όταν συμβεί αυτό το σπάσιμο, το ένα είδος θα πάρει και το ηλεκτρόνιο και το άλλο είδος δεν θα πάρει τίποτα. Έτσι, κάποιος θα γίνει αρνητικά φορτισμένος λόγω περίσσειας ηλεκτρονίων και κάποιος θα γίνει θετικά φορτισμένος λόγω έλλειψης ηλεκτρονίων.

• A+  + B– 

• Τα είδη θετικού φορτίου ονομάζονται ηλεκτρόφιλα και τα είδη αρνητικού φορτίου ονομάζονται πυρηνόφιλα.
• Η κατανομή βασίζεται στη διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα.

Τα πιο ηλεκτραρνητικά είδη θα λάβουν και τα δύο ηλεκτρόνια και θα φορτιστούν αρνητικά και ένα με λιγότερη ηλεκτραρνητικότητα θα φορτιστεί θετικά λόγω έλλειψης ηλεκτρονίων.

Τι είναι τα ηλεκτρόφιλα;

Τα ηλεκτρόφιλα είναι ένας τύπος αντιδραστηρίου που είναι είδος ατόμου ή μορίου σε μια χημική αντίδραση. Πρόκειται για είδη με έλλειψη ηλεκτρονίων που προσελκύουν άλλα είδη που φέρουν πλήρες ή μερικό θετικό φορτίο.

Τα ηλεκτρόφιλα είναι το οξύ Lewis, είδη με κενά τροχιακά και βραστό οξύ Παράδειγμα – AlCl3, BF3, NO2+

Τι είναι τα πυρηνόφιλα;

Τα πυρηνόφιλα είναι ένας τύπος αντιδραστηρίου ή είδους σε μια χημική αντίδραση που έχει επιπλέον ηλεκτρόνια, επομένως συμπεριφέρονται ως δότης ηλεκτρονίων για όσους έχουν έλλειψη ηλεκτρονίων. Παράδειγμα – OH,,CN–, NH3 ,H2O

Τύποι πυρηνόφιλων-

1. Μοναχικό ζεύγος – 

Κάθε είδος που έχει ένα μοναχικό ζεύγος φέρει αρνητικό φορτίο και είναι ικανό να δώσει ένα ηλεκτρόνιο στο ελλιπές είδος.

Κατανοήστε το με ένα παράδειγμα OH– (ιόν υδροξειδίου) και H+ (ιόν υδρογόνου), Εδώ το OH– έχει αρνητικό φορτίο ή μοναχικό ζεύγος, επομένως είναι πλούσιο σε ηλεκτρόνια και όπως μπορούμε να δούμε ότι το H+ έχει θετικό και έλλειψη ηλεκτρονίων, Έτσι το υδροξείδιο θα δωρίσει το ηλεκτρόνιό του στο θετικό ιόν υδρογόνου καθώς το πυρηνόφιλο χρειάζεται πυρήνα και το ηλεκτρόφιλο χρειάζεται ηλεκτρόνιο. Δημιουργώντας έναν δεσμό, και οι δύο θα πληρούν ο ένας τις απαιτήσεις του άλλου.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ – OH–, CN–, F– , Br– , Cl–, SH–   

1. Π-BOND 

Αυτή η κατηγορία δεν είναι μόνο για διπλό δεσμό αλλά και για τον τριπλό δεσμό, τα αρωματικά, τις ενόλες και τα ενολικά.

Γνωρίζουμε ότι πολλοί δεσμοί μπορούν να δώσουν ηλεκτρόνια, αλλά αυτό το ζεύγος ηλεκτρονίων μοιράζεται μεταξύ δύο ατόμων.

Παράδειγμα – Το βενζόλιο έχει δεσμούς 3 pi, επομένως μπορεί να δώσει ηλεκτρόνια στο CH2+  και και τα δύο μπορούν να σχηματίσουν δεσμό.

3-Sigma bond – 

Αυτή είναι μια σπάνια περίπτωση επειδή περιλαμβάνει το σπάσιμο ενός μόνο δεσμού που είναι δύσκολο και  περιλαμβάνει την αποχωρούσα ομάδα.

Παράδειγμα – 1, 2- μετατόπιση υδριδίου για να δώσει ένα πιο υποκατεστημένο καρβοκατιόν

Διαφορές μεταξύ πυρηνόφιλων και βάσεων

  

Κατανοήστε το με ένα παράδειγμα – 

Πάρτε ένα είδος R–, εάν το ηλεκτρόνιο στο R δίνει το ηλεκτρόνιό του σε κατιόν υδρογόνου, αναφέρεται ως βάση. Εάν το ηλεκτρόνιο στο R δωρίζει σε ένα είδος, ας πούμε οποιοδήποτε άτομο ή μόριο εκτός από κατιόν υδρογόνου, αναφέρεται ως πυρηνόφιλο.

ΒΑΣΗ Τα είδη έχουν συγγένεια με τα πρωτόνια. Η βάση συνήθως δεν είναι στερική ευαίσθητη Η βασικότητα είναι μια θερμοδυναμικά ρυθμιζόμενη αντίδραση

ΠΥΡΗΝΟΦΙΛΟ Τα είδη έχουν συγγένεια με άλλα είδη εκτός από πρωτόνιο. Ένα πυρηνόφιλο είναι στερικά ευαίσθητο. Η πυρηνοφιλία είναι μια κινητικά ελεγχόμενη αντίδραση.

                                                                                                               

  Συμπέρασμα – 

• Τα πυρηνόφιλα και τα ηλεκτρόφιλα σχηματίζονται από ετερολυτική σχάση.
• Ένα ηλεκτρόφιλο έχει έλλειψη ηλεκτρονίων και έλκει ηλεκτρόνια.
• Το πυρηνόφιλο είναι ένα πλούσιο σε ηλεκτρόνια είδος που δίνει ένα ηλεκτρόνιο.
• Τα πυρηνόφιλα μπορούν να χωριστούν σε γενικές γραμμές με βάση το δεσμό – μοναχικό ζεύγος, το δεσμό pi και τον δεσμό σίγμα.