La diferència clau entre el nucleòfil i l'electròfil és que el nucleòfil és una substància que busca un centre positiu, mentre que els electròfils busquen centres negatius que tinguin electrons addicionals.
Podem anomenar les espècies sorgides a causa d'una separació de càrregues com a "electròfils" i "nucleòfils". En aquest article parlarem de què és exactament un nucleòfil o un electròfil. Els electròfils i els nucleòfils són importants per iniciar reaccions químiques. A més, són importants per descriure com es produeixen les reaccions. En química orgànica, podem categoritzar els mecanismes de reacció en funció de l'espècie inicial (ja sigui un electròfil o un nucleòfil) que comença a atacar les altres espècies. La substitució nucleòfila, l'addició nucleòfila, la substitució electròfila i l'addició electròfila són els quatre tipus principals de mecanismes que descriuen les reaccions orgàniques.
Què és el nucleòfil?
Un nucleòfil és qualsevol ió negatiu o qualsevol molècula neutra que tingui almenys un parell d'electrons no compartit. El nucleòfil és una substància molt electropositiva, per tant, li agrada interactuar amb els centres positius. Pot iniciar reaccions utilitzant el parell d'electrons solitaris. Per exemple, quan un nucleòfil reacciona amb un halogenur d'alquil, el parell solitari del nucleòfil ataca l'àtom de carboni que porta l'halogen. Aquest àtom de carboni té una càrrega positiva parcial a causa de la diferència entre els valors d'electronegativitat d'aquest carboni i l'àtom d'halogen. Després que el nucleòfil s'uneix al carboni, l'halogen surt. A aquest tipus de reaccions anomenem reaccions de substitució nucleòfila.
Figura 01: una reacció d'addició nucleòfila
Hi ha un altre tipus de reacció que els nucleòfils poden iniciar; l'anomenem reacció d'eliminació nucleòfila. La nucleofilia parla dels mecanismes de reacció; per tant, és una indicació de les velocitats de reacció. Per exemple, si la nucleofilicitat és alta, una determinada reacció esdevé ràpida, i si la nucleofilicitat és baixa, la velocitat de reacció és lenta. Com que els nucleòfils donen electrons, segons la definició de Lewis, són bases.
Què és l'electròfil?
Els electròfils són reactius, que en les seves reaccions busquen els electrons addicionals que els donaran una capa de valència estable d'electrons. Els carbocations són electròfils. Són deficients en electrons i només tenen sis electrons a la seva capa de valència. Per això, els carbocations poden actuar com àcids de Lewis. Accepten un parell d'electrons d'un nucleòfil i omplen la capa de valència.
Figura 02: una reacció d'addició electròfila
Els electròfils poden tenir una càrrega formal positiva, una càrrega parcial positiva o una capa de valance amb un octet incomplet. Les reaccions de substitució electròfila i d'addició electròfila són les dues reaccions principals que poden iniciar els electròfils. En una reacció de substitució electròfila, un electròfil desplaça un àtom o grup en un compost. Podem veure aquest incident principalment en compostos aromàtics. Per exemple, aquests són els mecanismes amb un grup nitro que s'uneix a l'anell de benzè mitjançant el desplaçament de l'hidrogen. En la reacció d'addició electròfila, un enllaç pi en una molècula es trenca i es forma un nou enllaç sigma entre la molècula i l'electròfil.
Quina diferència hi ha entre nucleòfils i electròfils?
Un nucleòfil és qualsevol ió negatiu o qualsevol molècula neutra que tingui almenys un parell d'electrons no compartit, mentre que els electròfils són reactius, que en les seves reaccions busquen els electrons addicionals que els donaran una capa de valència estable d'electrons. Així, la diferència clau entre el nucleòfil i l'electròfil és que el nucleòfil és una substància que busca un centre positiu mentre que els electròfils busquen centres negatius que tinguin electrons addicionals. A més, podem considerar els nucleòfils com a bases de Lewis mentre que els electròfils com àcids de Lewis. Per tant, aquesta és una altra diferència entre nucleòfils i electròfils.
La infografia següent mostra la diferència entre nucleòfils i electròfils com a comparació paral·lela.
Resum: nucleòfils vs electròfils
Els nucleòfils i els electròfils són dues formes diferents d'espècies químiques que tenen la capacitat d'iniciar diferents reaccions químiques. La diferència clau entre el nucleòfil i l'electròfil és que el nucleòfil és una substància que busca un centre positiu, mentre que els electròfils busquen centres negatius que tinguin electrons addicionals.
