Ηλεκτρόφιλος

Το πρώτο ερώτημα που τίθεται εδώ είναι "Τι είναι ένα Ηλεκτρόφιλο". Με απλά λόγια, Σύμφωνα με τη θεωρία Lewis-Base, το Electrophile είναι ένα οξύ Lewis καθώς δέχεται ηλεκτρόνια από ένα πλούσιο σε ηλεκτρόνια είδος. Το ηλεκτρόφιλο υφίσταται αντίδραση ηλεκτρόφιλης προσθήκης και ηλεκτροφιλικής υποκατάστασης. Μια αντίδραση προσθήκης είναι απλώς μια αντίδραση στην οποία δύο ή περισσότερα μόρια συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα μεγαλύτερο - για παράδειγμα, Αλογόνωση, Υδρογόνωση, Ενυδάτωση, Πολυμερισμός, Υδροαλογόνωση.

Το αλκύνιο υφίσταται μια πρόσθετη αντίδραση για να δημιουργήσει ένα αλκένιο ή τα παράγωγά του. Υπάρχουν τρεις τύποι αντιδράσεων προσθήκης:Ηλεκτρόφιλες, Πυρηνόφιλες και Ελεύθερες ρίζες. Μια αντίδραση ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης είναι ένα είδος αντίδρασης στην οποία ένα Ηλεκτρόφιλο αντικαθιστά τη λειτουργική ομάδα που είναι συνδεδεμένη σε μια ένωση. Η λειτουργική ομάδα είναι γενικά ένα άτομο υδρογόνου. Ένα ηλεκτρόφιλο είναι ένα αντιδραστήριο αναζήτησης ηλεκτρονίων που αφαιρεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από μια Βάση Lewis (η οποία δίνει ηλεκτρόνια). Ένα ηλεκτρόφιλο ταξινομείται σε δύο κύριες κατηγορίες:Θετικό Ηλεκτρόφιλο και το δεύτερο ονομάζεται Ουδέτερο Ηλεκτρόφιλο.

Τα ηλεκτρόφιλα μετακινούνται από μια περιοχή υψηλής πυκνότητας σε μια περιοχή χαμηλής πυκνότητας. Ένα Ηλεκτρόφιλο επιτίθεται πάντα στο είδος του υποστρώματος με μεγαλύτερη πυκνότητα ηλεκτρονίων. Ένα ηλεκτρόφιλο αποτελείται από δύο διαφορετικές λέξεις:Electro και Phile. Εδώ, Electro σημαίνει Ηλεκτρόνιο (αρνητικά φορτισμένα σωματίδια) και Phile σημαίνει Αγάπη. Αυτό δείχνει ότι ένα Ηλεκτρόφιλο είναι ένα είδος που αγαπά τα ηλεκτρόνια. Σε ορισμένες εξαιρετικές περιπτώσεις, όλα τα θετικά είδη δεν λειτουργούν ως Ηλεκτρόφιλα. είδη όπως τα NH4+, Na+, Ca2+ δεν δρουν ως Ηλεκτρόφιλα επειδή η Οκτάδα τους είναι πλήρης. Η κίνηση των ηλεκτρονίων εξαρτάται πλήρως από την πυκνότητα. Δέχεται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από έναν ομοιοπολικό δεσμό. Όλες οι ενώσεις Carbocation ανήκουν στην κατηγορία των Ηλεκτρόφιλων. Τα ηλεκτρόφιλα περιέχουν γενικά δύο ηλεκτρόνια λιγότερα από μια Οκτάδα, λόγω των οποίων η Οκτάδα τους παραμένει ημιτελής, και έτσι αναζητούν ένα μόριο πλούσιο σε ηλεκτρόνια για να ολοκληρώσουν την Οκτάδα τους. Το E+ αντιπροσωπεύει αυτά.

Τύποι ηλεκτρόφιλων

Υπάρχουν συνήθως δύο είδη Ηλεκτρόφιλων:

Θετικό ηλεκτρόφιλο:Το ηλεκτρόφιλο που περιέχει θετικό φορτίο είναι γνωστό ως θετικό ηλεκτρόφιλο. Παράδειγμα CH3+

Ουδέτερο Ηλεκτρόφιλο:Το ηλεκτρόφιλο που δεν περιέχει ούτε θετικό ούτε αρνητικό φορτίο είναι γνωστό ως Ουδέτερο Ηλεκτρόφιλο. Παράδειγμα:AlCl3, BF3, χλωρίδια οξέων κ.λπ. 

Τα ηλεκτρόφιλα προέρχονται από τα Ξενοβιοτικά. Μπορούν να αντιδράσουν με τα Βιολογικά Πυρηνόφιλα των μακροφάγων και μπορούν να τα τροποποιήσουν ομοιοπολικά και έτσι μπορούν να προκαλέσουν τοξικότητα. Η κυτταρική τοξικότητα μπορεί να συμβεί εάν αντιδράσουν σε πρωτεΐνες, ενώ οι αντιδράσεις με το νουκλεϊκό οξύ μπορεί να προκαλέσουν γονιδιακές μεταλλάξεις και καρκινογόνες ουσίες.

Τι είναι ένα μαλακό Ηλεκτρόφιλο;

Ένα μόριο που δέχεται ένα πρωτόνιο κατά τη διάρκεια ενός πρωτογενούς βήματος αντίδρασης είναι το μαλακό ηλεκτρόφιλο. Τα μαλακά ηλεκτρόφιλα είναι λιγότερο πολωμένα από τα ισχυρά ηλεκτρόφιλα. Τα περισσότερα ηλεκτρόφιλα είναι θετικά φορτισμένα. Περιέχουν είτε ένα άτομο με μερικό θετικό φορτίο είτε ένα άτομο που δεν περιέχει μια Οκτάδα ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόφιλα συνήθως αλληλεπιδρούν με τα πυρηνόφιλα μέσω αντιδράσεων προσθήκης και υποκατάστασης. Μερικά ηλεκτρόφιλα άτομα μπορεί επίσης να περιέχουν μεμονωμένα ζεύγη. Ένα καλό Ηλεκτρόφιλο περιέχει ασθενείς πολικούς δεσμούς. Τα ηλεκτρόφιλα είναι πάντα έτοιμα να δεχτούν ηλεκτρόνια από άλλα μόρια. Τώρα θα ρίξουμε μια ματιά στη σημασία των ηλεκτροφίλων.

 Στην Οργανική χημεία, τα ηλεκτρόφιλα παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο σε μια χημική αντίδραση μεταξύ διαφορετικών ατόμων ή χημικών ειδών. Το ηλεκτρόφιλο βοηθά στο σχηματισμό πολλών χημικών αντιδράσεων και νέων ενώσεων όταν έλκονται από πυρηνόφιλα. Όπως αποδείχθηκε ότι το θετικό και το αρνητικό πάντα έλκονται, αυτός είναι ο λόγος για την έλξη μεταξύ των Ηλεκτρόφιλων και των Πυρηνόφιλων, που είναι φορείς θετικού και αρνητικού φορτίου αντίστοιχα.

Όλα όσα μελετήσαμε σε αυτό το άρθρο αφορούν το Ηλεκτρόφιλο, τι σημαίνει, τους τύπους φορτίων Ηλεκτρόφιλου που υπάρχουν σε ένα Ηλεκτρόφιλο και τον ρόλο του Ηλεκτρόφιλου, δηλ. τη Σημασία του στην Οργανική Χημεία. Έτσι, για να αναθεωρήσουμε το πλήρες θέμα, ας κάνουμε μια περίληψη.

Στην αρχή, μιλήσαμε για το Ηλεκτρόφιλο. Ένα Ηλεκτρόφιλο είναι ένα μόριο με έλλειψη ηλεκτρονίων που αναζητά ένα πλούσιο σε ηλεκτρόνια άτομο ή μόριο για να δεχθεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων από αυτό το μόριο σε μια χημική αντίδραση. Ένα Ηλεκτρόφιλο αποτελείται από δύο λέξεις, Electro και Phile, όπου Electro σημαίνει Electron και Phile σημαίνει αγάπη. Επειδή ένα Ηλεκτρόφιλο αναλαμβάνει τα ηλεκτρόνια, ονομάζεται επίσης είδος που αγαπά τα ηλεκτρόνια. Ένα Ηλεκτρόφιλο είναι ένα οξύ Lewis, το οποίο αντιδρά με ένα Πυρηνόφιλο που είναι μια βάση Lewis. Το οξύ Lewis είναι ένα μόριο που δέχεται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων, ενώ η βάση Lewis είναι ένα τέτοιο είδος μορίου που δίνει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων. Το ηλεκτρόφιλο συνήθως δέχεται ηλεκτρόνια για να ολοκληρώσει την Οκτάδα του.

Τα ηλεκτρόφιλα είναι συνήθως δύο βασικών τύπων:Θετικά Ηλεκτρόφιλα και Ουδέτερα Ηλεκτρόφιλα. Θετικά είναι αυτά που φέρουν θετικό φορτίο και Ουδέτερα είναι αυτά που δεν περιέχουν ούτε θετικό φορτίο ούτε αρνητικό. Όλα τα καρβοκατιόντα ανήκουν στην κατηγορία των Ηλεκτρόφιλων. Λόγω κάποιων εξαιρέσεων, τα NH4+, Na+, Ca2+ δεν θεωρούνται Ηλεκτρόφιλα. Ο λόγος πίσω από αυτό είναι ότι έχουν ήδη μια πλήρη Οκτάδα.

Συμπέρασμα

Τα ηλεκτρόφιλα παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην οργανική χημεία. Βοηθά στο σχηματισμό νέων χημικών αντιδράσεων και νέων μορίων όταν αλληλεπιδρά με το αντίθετο φορτισμένο μόριο τους, δηλαδή το Πυρηνόφιλο. Μερικά παραδείγματα Ηλεκτρόφιλων είναι το ιόν υδρονίου (H3O+, από τα οξέα Bronsted), το τριφθοριούχο βόριο (BF3), το χλωριούχο αργίλιο (AlCl3) και τα μόρια αλογόνου φθόριο (F2), χλώριο (Cl2), βρώμιο (Br2) και ιώδιο (I2) .