Суурь ба нуклеофилийн гол ялгаа нь суурь нь саармагжуулах урвал явуулах чадвартай устөрөгч хүлээн авагч байдаг бол нуклеофиль нь зарим органик урвалыг эхлүүлэхийн тулд электрофилууд руу дайрдаг.
Хүчил ба суурь нь химийн хоёр чухал ойлголт юм. Тэд хоёулаа хоорондоо зөрчилддөг шинж чанартай байдаг. Нуклеофиль гэдэг нь урвалын механизм, хурдыг тодорхойлоход бидний органик химид илүү их ашигладаг нэр томъёо юм. Бүтцийн хувьд суурь болон нуклеофилийн хооронд ялгагдах ялгаа байхгүй ч үйл ажиллагааны хувьд өөр өөр үүрэг гүйцэтгэдэг.
Суурь гэж юу вэ?
Бид янз бүрийн эрдэмтдийн тодорхойлолтын дагуу суурийг хэд хэдэн аргаар тодорхойлж болно. Аррениус суурь нь OH– ионыг уусмалд өгдөг бодис гэж тодорхойлсон. Льюисийн хэлснээр аливаа электрон донор нь суурь юм. Бронстед-Лоури баазыг протоныг хүлээн авах бодис гэж тодорхойлдог. Arrhenius-ийн тодорхойлолтоор нэгдэл нь суурь болохын тулд гидроксидын анионтой байх ёстой бөгөөд түүнийг гидроксидын ион болгон өгөх чадвартай байх ёстой.
Гэсэн хэдий ч Льюис, Бронстед-Лоури нарын онол дээр үндэслэсэн зарим молекулууд байдаг бөгөөд тэдгээр нь гидроксид агуулаагүй боловч суурь болж чаддаг. Жишээлбэл, NH3 нь Льюисын суурь юм, учир нь азот дээр электрон хосыг өгч чаддаг. Үүний нэгэн адил Na2CO3 нь гидроксидын бүлэггүй Бронстед-Лоуригийн суурь боловч устөрөгчийг хүлээн авах чадвартай.
Зураг 01: Хатуу, зөөлөн, дунд зэргийн үндсэн нэгдлүүдийг үүсгэж болох үечилсэн систем дэх химийн элементүүд
Суурийн шинж чанарууд
Суурь нь гулгамтгай саван мэт мэдрэмжтэй, гашуун амттай. Тэд ус, давсны молекул үүсгэдэг хүчилтэй амархан урвалд ордог. Идэмхий натри, аммиак, хүнсний сода нь бидний байнга тааралддаг нийтлэг суурь юм. Бид гидроксидын ионыг задлах, үйлдвэрлэх чадвараас хамааран суурийг хоёр төрөлд хувааж болно. NaOH, KOH зэрэг хүчтэй суурь нь ионыг өгөхийн тулд уусмалд бүрэн иончлох боломжтой. NH3 зэрэг сул суурь нь хэсэгчлэн задарч, бага хэмжээний гидроксидын ион өгдөг.
Kb нь суурь диссоциацийн тогтмол юм. Энэ нь сул суурийн гидроксидын ионыг алдах чадварыг илтгэнэ. pKa-ийн өндөр утгатай (13-аас дээш) хүчил нь сул хүчил боловч тэдгээрийн нэгдмэл суурь нь хүчтэй суурьт тооцогддог. Бодис нь суурь мөн эсэхийг шалгахын тулд бид лакмус цаас эсвэл рН цаас зэрэг хэд хэдэн үзүүлэлтийг ашиглаж болно. Суурь нь рН-ийн утгыг 7-оос дээш харуулж, улаан лакмусыг цэнхэр болгож хувиргадаг.
Нуклеофил гэж юу вэ?
Бид ядаж нэг хуваалцаагүй электрон хостой аливаа сөрөг ион эсвэл саармаг молекулыг нуклеофиль гэж нэрлэж болно. Нуклеофил бол маш цахилгаан эерэг бодис тул эерэг төвүүдтэй харьцах дуртай. Энэ нь дан электрон хосыг ашиглан урвалыг эхлүүлж чаддаг. Жишээлбэл, нуклеофил нь алкил галидтай урвалд ороход нуклеофилийн ганц хос галоген агуулсан нүүрстөрөгчийн атом руу дайрдаг. Энэ нүүрстөрөгчийн атом нь нүүрстөрөгчийн атом ба галоген атомын цахилгаан сөрөг байдлын зөрүүгээс шалтгаалан хэсэгчилсэн эерэг цэнэгтэй байна.
Зураг 02: Дикарбамоил хлоридын нуклеофильтэй үзүүлэх урвал
Нуклеофилийг нүүрстөрөгчтэй холбосны дараа галоген гарч ирдэг. Бид энэ төрлийн урвалыг нуклеофилийн орлуулах урвал гэж нэрлэдэг. Нуклеофилийн хамт эхэлдэг өөр төрлийн урвал байдаг; Эдгээр нь нуклеофилийн устгах урвал юм. Нуклеофиль чанар нь урвалын механизмын тухай өгүүлдэг. Тиймээс энэ нь урвалын хурдны үзүүлэлт юм. Жишээлбэл, хэрэв нуклеофиль чанар өндөр байвал тодорхой урвал хурдан явагдах ба нуклеофиль чанар бага бол урвалын хурд удаан байдаг. Нуклеофиль нь электрон өгдөг тул Льюисийн тодорхойлолтоор тэдгээр нь суурь юм.
Суурь ба нуклеофилийн ялгаа нь юу вэ?
Суурь ба нуклеофилийн гол ялгаа нь тэдгээрийн үйл ажиллагаанд оршдог. Суурь нь устөрөгчийн хүлээн авагчид бөгөөд саармагжуулах урвалыг гүйцэтгэдэг бол нуклеофилууд нь зарим органик урвалыг эхлүүлэхийн тулд электрофилд халддаг. Тиймээс энэ нь суурь ба нуклеофилийн гол ялгаа юм. Түүнээс гадна суурь нь устөрөгчийн хүлээн авагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд саармагжуулах урвалыг гүйцэтгэдэг бол нуклеофилууд нь зарим органик урвалыг эхлүүлэхийн тулд электрофилд халддаг.
Суурь болон нуклеофилийн өөр нэг чухал ялгааны хувьд бид тэдгээрийн оролцдог химийн урвалын төрлийг авч болно; суурь нь хүчил саармагжуулах урвалд оролцдог бол нуклеофиль нь нуклеофилийн урвалд оролцдог. Цаашилбал, баазууд нь кинетик химийн шинж чанартай байдаг бөгөөд тэдгээр нь өртөхөөс хамаарч урвалд ордог гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч нуклеофилууд нь термодинамик химийн шинж чанартай байдаг нь хүрээлэн буй орчны бусад химийн урвалын нөлөөнд автдаг.
Хураангуй – Суурь ба нуклеофиль
Нуклеофиль бүр суурь боловч бүх суурь нь нуклеофиль биш. Суурь ба нуклеофилийн гол ялгаа нь суурь нь саармагжуулах урвал явуулж чаддаг устөрөгчийн хүлээн авагчид байдаг бол нуклеофилууд нь зарим органик урвалыг эхлүүлэхийн тулд электрофилууд руу дайрдаг.
