6.3
בתגובת החלפה נוקלאופילית, מולקולת המגיב שמחליפה את הקבוצה העוזבת במצע נקראת נוקלאופיל.
נוקלאופילים הם מינים עשירים באלקטרונים, ומעצם הגדרתם, בסיסי לואיס. לאטום הנוקלאופילי צפיפות אלקטרונים גבוהה והוא תורם את האלקטרונים שלו למרכז חיובי חלקי, חסר אלקטרונים, ובכך יוצר קשר חדש.
ריאגנטים נוקלאופיליים הם אניוניים או ניטרליים. נוקלאופילים אניונים הם יונים שליליים המכילים זוג בודד אחד או יותר בעלי אנרגיה שווה, בדרך כלל על הטרואטומים. הזוגות הבודדים שאינם קשורים תופסים אורביטלים מולקולריים בעלי אנרגיה גבוהה, מה שהופך אותם לפחות יציבים ויותר תגובתיים.
לדוגמה, לנוקלאופיל הפחמן האניוני, כמו יון הציאניד, יש זוג בודד הן על הפחמן והן על החנקן. עם זאת, מאחר שאורביטל ה-sp של הפחמן גבוה יותר באנרגיה מזה של החנקן, פחמן הוא המרכז הנוקלאופילי.
לנוקלאופילים נייטרליים יש זוג אלקטרונים אחד או יותר בלתי משותפים על האורביטלים המולקולריים הכבושים הגבוהים ביותר של, לרוב, הטרואטומים.
יתר על כן, במינים כמו אלקנים שאין להם זוגות בודדים, אזור בצפיפות אלקטרונים גבוהה – קשר פאי – מתפקד כאתר הנוקלאופילי.
נוקלאופיל נייטרלי הוא פחות נוקלאופילי מצורתו האניונית, בשל היעדר מטען שלילי.
באופן כללי, pKערכים של חומצות ניתן להשתמש כדי להעריך את חוזק הבסיסים המצומדים שלהם או נוקלאופילים. במקרה של מולקולות המכילות את אותו אטום נוקלאופילי, ככל שה-pKas של החומצות המצומדות שלהן גבוה יותר, כך הנוקלאופיל יהיה חזק יותר.
המכפלה של תגובת החלפה נוקלאופילית תלויה בסוג הנוקלאופיל בו משתמשים.
כאשר נוקלאופיל אניוני מגיב עם המצע, הקשר הקוולנטי שנוצר מנטרל את המטען הפורמלי של הנוקלאופיל, וכתוצאה מכך נוצר תוצר נייטרלי.
לשם השוואה, כאשר נוקלאופיל נייטרלי מגיב עם המצע, הנוקלאופיל מקבל מטען צורני חיובי. שלב דה-פרוטונציה שבא לאחר מכן משלים את התגובה, והתוצאה היא מוצר ניטרלי.
למילה "נוקלאופיל" יש שורש יווני ומתורגמת ל-אוהב גרעין. נוקלאופילים הם צורונים בעלי מטען שלילי או ניטרלי עם זוג אלקטרונים באורביטל מולקולרי תפוס באנרגי…
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.