化学试剂亲核性和碱性是什么?
对于试剂的碱性和亲核性的理解,首先要分清楚亲核原子的本身特征以及外部对其的影响,多数情况下,亲核试剂的强弱与碱性强弱是一致的,只是亲核性的影响因素相对碱性而言要多一点。要从多方位去分析考虑,对于实验过程,要做到控制各个变量,以防其中任何一部分对实验结果产生影响,将碱性和亲核性从概念、评价方式等方面区分开来,不能以偏概全,要用严谨的态度对待。在特定的条件下,如在非质子极性溶剂中,我们能够凭借碱性强度的特性,来估计某些亲核试剂的亲核能力。对于亲核性的极大影响因素:质子溶剂、亲核试剂、空间阻力、可极化等对亲核性的影响程度,尚待研究,并且我们可以说,仍有其他影响试剂亲核性的因素尚未被我们发现。但首先要明确的是,虽然碱性可以影响亲核性的强弱,也有时会发生碱性与亲核性相同的情况,但试剂的碱性与亲核性不存在等同关系。
2024-08-28 广告
亲X性,就是指一个原子(或离子)与另一个原子(或离子)结合的意愿,碱性其实我们可以理解成亲质子性,而亲核性大多数情况下我们都认为是亲碳性。
那么强弱怎么区分呢?任何强弱的判断都需要先建立一个标准,就比如一个人是高的还是矮的,使用身高(单位厘米或米)来作为衡量标准。而碱性的强弱是用pKa(或pKb)作为标准,碱性强,则试剂的原子对质子有着强烈的结合意愿,若则结合意愿不强。碱性强弱是很好判断,也容易理解的。亲核性怎么判断呢?亲核性是指的对碳原子的结合意愿,而碳原子(或碳正离子)与氢质子既有相似又有不同,相似的是它们的电负性相差不大,不同的是碳原子由于往往连有各种各样的基团,会存在空间位阻的问题,而质子由于没有电子,体积已经是最小的了。而亲核试剂的评判标准也因此而生,包含两项,碱性和可极化性(或称变形性)。碱性易于理解,变形性好的亲核试剂的原子,能够更好的突破碳原子的空间位阻,从而更加深入地与碳原子结合。所以一个试剂如果碱性强,变形性强,那么它的亲核性强。
第三个问题,亲核性的强弱很大程度上受溶剂的影响,溶剂分三类:质子溶剂、偶极溶剂、非极性溶剂。可极化性受溶剂的影响不大,但碱性与溶剂的关系很大。一些可极化性很高而碱性很弱的试剂,它们在质子溶剂中,因为碱性较弱,被质子溶剂化少,在偶极溶剂中,也很少溶剂化,因此,这些试剂在质子溶剂和偶极溶剂中亲核性均很高。例如:碘离子、硫氢根、硫氰根;另一些碱性很强而可极化性较低的试剂,它们在质子溶剂中与质子形成氢键的力量强,也就是溶剂化作用大,在反应是需要去溶剂化的能量,故使反应性降低,但在偶极溶剂中,这些试剂不被溶剂分子所包围,而以“裸露”状态存在,所以反应性就高。例如:氟离子、氯离子、溴离子。