亲核性和碱性都由孤对电子表现,亲核指电子云易与碳原子核接近,碱性指易结合H+。
两者通常是一致的(比如碱性和亲核性都是NH₃>H₂O>HF),但对于同主族的元素却是相反的,比如碱性Cl->Br->I-而亲核性I->Br->Cl-(氧族和氮族都是这样),这一事实和原子半径有关。
主要还是看具体的原子,当原子种类相同的时候,再看电子云密度大小。
扩展资料
影响亲核取代反应的主要因素主要有四种:烃基的结构、离去基团的离去能力、试剂的亲核性以及溶剂在反应中的作用。
1、烃基结构的影响
对于SN2反应来说,烃基结构的影响主要是空间效应。当氢被烃基取代时,一方面,由于在SN2反应中试剂只能从中心碳原子上离去基团背面的方向去进攻,若中心碳原子上所连接的烃基过大,会阻碍试剂与中心碳原子的接触,影响进攻。
另一方面,由于反应需要发生Walden转换,较大的烃基翻转构型时所需的活化能较高,对反应也不利。因此,烃基越多,越不利于SN2反应。
对于SN1反应来说,烃基结构的影响则是空间效应和电子效应的综合。当氢被烃基取代时,一方面从电子效应来说,烃基越多,其给电子的超共轭效应和诱导效应就越多,越能稳定碳正离子,从而促进SN1反应的发生。
另一方面从空间效应来说,由于形成的碳正离子是平面型结构,所以SN1反应形成碳正离子时基团之间的键角会由109.5°变为120°,从而在一定程度上缓解拥挤,促进反应。因此,烃基越多,越有利于SN1反应。
2、离去基团的影响
离去基团的离去能力强,不论对SN2反应还是SN1反应来说都是有利的,不同的离去基团对这两类反应的速率影响也基本上是相同的。例如,反应速率通常有以下顺序:RI>RBr>RCl
判断离去基团的离去能力可以根据断裂键的键能和离去基团的电负性即碱性来判断。断裂键的键能越小,键就越易断裂。离去基团的碱性越弱,形成的负离子越稳定,就越容易被进攻基团排挤而离去。
3、试剂亲核性的影响
从电子效应来说,试剂的亲核能力由两个因素决定:碱性和可极化性。而亲核性大小主要取决于哪个因素,则要作具体分析。
一般来说,试剂的亲核性在偶极溶剂中与碱性一致,逐渐减弱,而在质子溶剂中则与可极化性一致,逐渐增强。这是因为可极化性受溶剂的影响不大,但碱性与溶剂的关系很大。
从空间效应来说,试剂的空间体积越大,试剂的亲核性越低,而空间效应往往起主导作用。也就是说,亲核性更倾向于称为一个动力学问题。
对于SN2反应来说,试剂的亲核性越好,对反应越有利。对SN1反应来说,由于亲核试剂仅参与第二步反应,而这一步并不是决速步,因此反应与试剂的亲核性无关。
4、溶剂的影响
溶剂可根据极性的大小分为极性溶剂和非极性溶剂,也可按给出质子的难易程度分为质子溶剂和偶极溶剂。溶剂对反应的影响称为溶剂效应,这个效应主要表现在两个方面:对离去基团和亲核试剂的溶剂化作用、对过渡态极性的影响。
在SN2反应中,一方面极性溶剂溶剂化作用有利于离去基团离去,但同时也需要付出能量来克服对试剂的溶剂化,使得最终结果往往是不利于SN2反应;
另一方面由于SN2反应过程在形成过渡态时,负电荷会从试剂传到离去基团上,使极性得到分散,此时使用极性溶剂会不利于极性相对分散的过渡态的形成,进而不利于反应。
在SN1反应中,由于反应不受试剂的亲核性的影响,因此可忽略试剂的溶剂化作用。但离去基团可被溶剂活化,所以极性溶剂有利于SN1反应;
另一方面由于SN1反应第一个过渡态的形成是一个极性增加的过程,因此使用极性溶剂有利于SN1反应过渡态的形成,进而有利于反应。例如下图所示,该碳正离子被极性质子溶剂——水所包裹。
参考资料来源:百度百科-亲核性
参考资料来源:百度百科-碱性
亲核性和碱性都由孤对电子表现,亲核指电子云易与碳原子核接近,碱性指易结合H+。两者通常是一致的(比如碱性和亲核性都是NH₃>H₂O>HF),但对于同主族的元素却是相反的,比如碱性Cl->Br->I-而亲核性I->Br->Cl-(氧族和氮族都是这样),这一事实和原子半径有关。
主要还是看具体的原子啊,当原子种类相同的时候,再看电子云密度大小。
扩展资料:
元素的金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强;元素的非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强。
亲核性判断方法,从两方面分析:
1、同一族元素,由上到下碱性减小,可极化性增大。
2、试剂亲核性在偶极溶剂中与碱性一致,在质子溶剂中与可极化性一致。
综上所述,由于质子溶剂更为常见,在质子溶剂中HS->OH-,所以书上会有巯基负离子亲核性强于羟基的说法。
参考资料:百度百科——亲核性
参考资料:百度百科——碱性
亲核性和碱性都由孤对电子表现,亲核指电子云易与碳原子核接近,碱性指易结合H+。
两者通常是一致的(比如碱性和亲核性都是NH₃>H₂O>HF),但对于同主族的元素却是相反的,比如碱性Cl->Br->I-而亲核性I->Br->Cl-(氧族和氮族都是这样),这一事实和原子半径有关。
主要还是看具体的原子,当原子种类相同的时候,再看电子云密度大小。
当亲核原子相同时,极性质子溶剂中,试剂的碱性越强,其亲核性越强。例如:C2H5O->HO->C6H5O->CH3CO2->H2O-。
但当亲核试剂的亲核原子不同时,碱性与亲核性关系比较复杂。有时试剂的亲核性与碱性大小次序并不完全一致,例如,在极性质子溶剂中,I-是一个弱碱,但却是一个强亲核试剂。
扩展资料:
亲核性判断方法:
亲核性是指一个试剂在形成过渡态时对碳原子的亲和能力,是由两个因素决定的,一是给电子能力,就是碱性,二是可极化性。
从两方面分析
1、同一族元素,由上到下碱性减小,可极化性增大。
2、试剂亲核性在偶极溶剂中与碱性一致,在质子溶剂中与可极化性一致。
碱性判断:
常温时,其pH>7,则溶液呈碱性。一般来说,物质的碱性强弱取决于接受质子能力的大小和形成的原子团的稳定性等.
如NH3能接受BF3形成BF3+NH3-,NH+,但该离子的稳定性差,故NH3表现为弱碱性.而NH2-接受H+则形成稳定的NH3,故NH2-表现为强碱性.
在水溶液中,NaOH与KOH等碱性相当,这时称这样的溶剂为拉平溶剂,而在某些溶剂中能表现出不同碱碱性的差别,这样的溶剂称为区分溶剂.
参考资料来源:百度百科—碱性
参考资料来源:百度百科—亲核性