Nucleofilia vs basicitat
Àcids i bases són dos conceptes importants en química. Tenen propietats contradictòries. Nucleòfil és un terme, que s'utilitza de manera més destacada en química orgànica, per descriure mecanismes i velocitats de reacció. Estructuralment, no hi ha una diferència diferenciada entre bases i nucleòfils, però funcionalment compleixen funcions diferents.
Què és la nucleofilia?
Nucleofilia significa la capacitat d'una espècie d'actuar com a nucleòfil. Un nucleòfil pot ser 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 està parcialment carregat positivament a causa de la diferència d'electronegativitat entre ell i l'àtom d'halogen. Després que el nucleòfil s'uneix al carboni, l'halogen surt. Aquest tipus de reaccions es coneixen com a reaccions de substitució nucleòfila. Hi ha un altre tipus de reaccions iniciades pels nucleòfils, anomenades reaccions d'eliminació nucleòfiles. 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 pot ser 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 Basicity?
La basicitat és la capacitat d'actuar com a base. Les bases es defineixen de diverses maneres per diversos científics. Arrhenius defineix una base com una substància que dona ions OH– a la solució. Bronsted-Lowry defineix una base com una substància que pot acceptar un protó. Segons Lewis, qualsevol donant d'electrons és una base. Segons la definició d'Arrhenius, un compost hauria de tenir un anió hidròxid i la capacitat de donar-lo com a ió hidròxid per ser una base. Però segons Lewis i Bronsted-Lowry, hi pot haver molècules, que no posseeixen hidròxids, sinó que poden actuar com a base. Per exemple, NH3 és una base de Lewis, perquè pot donar el parell d'electrons al nitrogen. Na2CO3 és una base de Bronsted-Lowry sense grups hidròxid, però té la capacitat d'acceptar hidrògens.
Les bases tenen una sensació semblant a un sabó relliscós i un sabor amarg. Reaccionen fàcilment amb els àcids produint aigua i molècules de sal. La sosa càustica, l'amoníac i el bicarbonat de sodi són algunes de les bases comunes que ens trobem molt sovint. Les bases es poden classificar en dues, segons la seva capacitat de dissociar i produir ions hidròxid. Les bases fortes com NaOH i KOH estan completament ionitzades en una solució, per donar ions. Les bases febles com NH3 estan parcialment dissociades i donen menys quantitats d'ions hidròxid. Kb és la constant de dissociació de la base. Dóna una indicació de la capacitat de perdre ions hidròxid d'una base feble. Els àcids amb un valor pKa més alt (més de 13) són àcids febles, però les seves bases conjugades es consideren bases fortes. Per comprovar si una substància és una base o no podem utilitzar diversos indicadors com el paper tornasol o el paper pH. Les bases mostren un valor de pH superior a 7 i el tornasol vermell es torna blau.
Quina diferència hi ha entre la nucleofilia i la basicitat?
• La diferència entre la nucleofilia i la basicitat és ser un nucleòfil o una base.
• Tots els nucleòfils són bases, però totes les bases no poden ser nucleòfils.
• La basicitat és la capacitat d'acceptar hidrogen i, per tant, realitzar reaccions neutralitzants, però la nucleofilia és la capacitat d'atacar els electròfils per iniciar una determinada reacció.
