Γιατί το θειοφένιο είναι λιγότερο βασικό από το φουράνιο;

Η βασικότητα των ετεροκυκλικών ενώσεων προσδιορίζεται από την ικανότητα του μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων στο ετεροατόμα να αλληλεπιδράσει με ένα πρωτόνιο (Η+). Στην περίπτωση του φουρανίου και του θειοφαινίου, η διαφορά στη βασικότητα προκύπτει λόγω της διαφοράς ηλεκτροαρνητικότητας μεταξύ ατόμων οξυγόνου και θείου.

Το οξυγόνο είναι πιο ηλεκτροαρνητικό από το θείο. Αυτό σημαίνει ότι το άτομο οξυγόνου στο φουράν προσελκύει ηλεκτρόνια πιο έντονα από το άτομο θείου στο θειοφαίνο. Ως αποτέλεσμα, το μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο άτομο οξυγόνου στο φουράνιο κρατείται πιο σφιχτά και είναι λιγότερο διαθέσιμο για αλληλεπίδραση με πρωτόνιο. Αυτό κάνει το φουράν λιγότερο βασικό από το θειοφένιο.

Ένας άλλος τρόπος για να το εξετάσουμε είναι να εξετάσουμε τις δομές συντονισμού του φουρανίου και του θειοφαίνου. Στο φουράνιο, το μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο άτομο οξυγόνου μπορεί να απομακρυνθεί στο σύστημα ΡΙ του δακτυλίου, σχηματίζοντας μια δομή συντονισμού με θετικό φορτίο στο άτομο οξυγόνου. Αυτή η δομή συντονισμού συμβάλλει στη συνολική σταθερότητα του φουρανίου και την καθιστά λιγότερο αντιδραστική προς την πρωτονίωση.

Στην περίπτωση του θειοφαινίου, το μοναδικό ζεύγος ηλεκτρονίων στο άτομο θείου είναι λιγότερο ικανό να απομακρυνθεί στο σύστημα ΡΙ του δακτυλίου λόγω του μεγαλύτερου μεγέθους του ατόμου θείου και της ασθενέστερης ηλεκτροαρνητικότητάς του. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει λιγότερη σταθεροποίηση συντονισμού στο θειοφαίνο, καθιστώντας την πιο αντιδραστική προς την πρωτονίωση και επομένως πιο βασική από τη φουράνη.

Συνοπτικά, η χαμηλότερη ηλεκτροαρνητικότητα του θείου σε σύγκριση με το οξυγόνο έχει ως αποτέλεσμα μια ασθενέστερη έλξη μεταξύ του θείου και του μοναχικού ζεύγους ηλεκτρονίων, καθιστώντας το θειοφένιο πιο βασικό από το φουρανίου.