Evenwicht is een toestand van evenwicht en gelijkheid in verhoudingen binnen het ecosysteem, alle levende wezens en het menselijk lichaam. Dit evenwicht wordt beïnvloed door een verscheidenheid aan biochemische processen waarbij ionen en elektronen betrokken zijn.
Dergelijke chemische tussenpersonen reageren verschillend op hun omgeving, maar ook op druk of warmte die hen wordt gegeven. In de op zuur gebaseerde biochemie zijn er cruciale moleculen, maar er is nog steeds een onderscheid tussen een nucleofiel en een base wat betreft de rol die ze vervullen.
Nucleofiel versus basis
Het verschil tussen een nucleofiel en een base is dat een nucleofiel een elektronenrijke stof lijkt te zijn die twee elektronen aan koolstof bijdraagt en daar ook een verband mee legt, terwijl een base eveneens een elektronenrijk molecuul is dat 2 elektronen naar 'H' oftewel waterstof.
De meeste nucleofielen lijken Lewis-basen te zijn, terwijl vice versa. Veel sterke basen zijn ook uitstekende nucleofielen, terwijl andere slechte basen zijn. Een stof kan zowel een slechte nucleofiel als een sterke base zijn.
Een nucleofiel is een exciton of elektronendonerende soort die twee elektronen bijdraagt aan het C-atoom en daarmee een verbinding vormt. Alle nucleofielen zijn Bronsted-basen, wat betekent dat ze twee elektronen bijdragen om een verbinding met een ander atoom tot stand te brengen. Wanneer ze een verbinding vormen met een waterstofatoom, worden ze basen genoemd. Als ze een verbinding vormen met een ander atoom (met name koolstof), worden ze nucleofielen genoemd.
Basen spelen daarentegen een rol bij het in stand houden van het zuur-base-evenwicht in de atmosfeer. Basiciteit houdt zich bezig met de duurzaamheid van een specifieke binding gevormd tussen zuur/base-protonen. Het geeft eenvoudigweg aan dat een grotere basische base een hoge affiniteit voor een dergelijk zuur zal hebben, terwijl een zwakkere base hoogstwaarschijnlijk een zwakke neiging tot een zuur zou veroorzaken, of het nu sterk of zwak is. Dit biochemische proces houdt zich bezig met het zuur-base-evenwicht.
Vergelijkingstabel tussen nucleofiel en base
| Parameters van vergelijking: | nucleofiel | Baseren |
| Definitie | Een nucleofiel is een exciton of elektronendonerende soort die twee elektronen bijdraagt aan het C-atoom en daarmee een verbinding vormt. | Een base is een biochemische entiteit in de waterige fase die elektronen afgeeft, ionen ontvangt of hydroxide (OH-) ionen afgeeft. |
| Beïnvloed door | Nucleofielen worden beïnvloed door snelheid en elektronische golflengten. | Basen worden beïnvloed door temperatuur en zijn thermodynamisch van aard. |
| Affiniteit | Ze worden aangetrokken door elektronenarme koolstofatomen. | Ze worden aangetrokken door zure protonen |
| reacties | Betrokken bij elektrofiliciteitsreacties op basis van elektronenoverdracht. | Basiciteitsreacties en vorming van zuur tot zout. |
| Chemische bemiddelaar | Goede chemische bemiddelaar. | Slechte chemische bemiddelaar. |
Wat is nucleofiel?
Nucleofielen zijn stoffen die rijk zijn aan elektronen en elektronenparen kunnen bijdragen. Alle nucleofielen zijn ook Lewis-basen vanwege hun neiging tot bijdragen aan een elektronenpaar. De term 'nucleofiel' bestaat uit twee delen: zowel kern als 'philos'. De Griekse term die 'liefde' betekent, is Philos. Nucleofielen kunnen dus worden beschouwd als kernminnende deeltjes. Deze nucleofielen kunnen een positieve of negatieve polariteit hebben.
Enkele nucleofiele termen worden hieronder verder behandeld. De aantrekking van een stof voor de positieve lading wordt beschreven door zijn nucleofiele karakter. 'Nucleofiliciteit' is een term die wordt gebruikt om de nucleofiele aard van verschillende deeltjes te evalueren, namelijk; Lewis-bases. Het is ook bekend als de nucleofiele aanvalskracht van een soort.
'Nucleofiele substitutie' is een soort reactie die plaatsvindt wanneer een elektronenrijke nucleofiel bij voorkeur een geladen deeltje nadert met het positieve symbool in het atoom in een molecuul en zich bindt met de positief geladen soort om vertrekkende groepen te vervangen.
Nucleofielen reageren meestal eerst om de evenwichtstoestand van een bepaalde vergelijking te behouden. Als gevolg hiervan dienen nucleofielen als de eerste biochemische mediator voor atomen om intermediaire entiteiten te genereren, waardoor onomkeerbare omstandigheden worden voorkomen.
Wat is basis?
Een base is een biochemische entiteit in een waterige fase die elektronen afgeeft, ionen ontvangt of hydroxide (OH-)deeltjes afgeeft. Bases hebben onderscheidende kenmerken die kunnen worden gebruikt om ze te helpen onderscheiden. Ze zijn glad bij contact (bijvoorbeeld zeep), hebben een zure nasmaak, combineren met zuren om zouten te genereren en versnellen specifieke processen.
Basen worden ingedeeld in drie typen: Arrhenius-basen, Bronsted-Lowry-basen en Lewis-basen. Alkalische hydroxiden, aardalkalimetaalhydroxiden en detergenten zijn voorbeelden van basen.
Basen worden gebruikt in omkeerbare omstandigheden wanneer gemedieerde en sterke basen nodig zijn om constante homeostase te creëren tussen moleculen die bekend staan als een chemisch evenwicht. Nucleofielen zijn dus de snelle chemische mediatoren die het evenwicht herstellen. Basen zijn trage biochemische mediatoren die zorgen voor een continue toevoer van sterke op zuur gebaseerde verbindingen om het systeem in goede staat te houden.
Sterke basen zijn bijtend voor organische stoffen en reageren ernstig met minerale zuren en sterke zuren om de neutralisatiereactie te veroorzaken. Ionen lossen op in waterige oplossingen of vloeibare basen en fungeren als een geleider van elektriciteit. Reacties met markers: basen worden rood lakmoespapier blauw, fenolftaleïne rozeachtig, broomthymolblauw blijft blauw, terwijl methyl oranjegeel wordt.
Belangrijkste verschillen tussen nucleofiel en base
Gevolgtrekking
Nucleofielen richten zich op elektronendeficiënte koolstofatomen, terwijl basen zure ionen aanvallen wanneer ze werken met hun eigenschappen in organische synthese. Beide mechanismen zijn verantwoordelijk voor het balanceren van de moleculaire micro-omgeving. Er zijn ook fundamentele verschillen tussen beide soorten elementen; nucleofielen zijn veel minder elektronegatief, nemen meer ruimte in beslag en zijn gemakkelijker te oxideren, terwijl basen meer elektronegatief zijn, iets kleiner en moeilijker te oxideren.
Elektrofielen vormen elektronen-deficiënte organismen die een elektronenpaar kunnen ontvangen van een elektronenrijk organisme. Carbokationen en carbonylverbindingen zijn twee voorbeelden. Een nucleofiel is een stof die een elektronendeeltje is en elektronenparen bijdraagt aan acceptorsoorten. Water, ammoniak, cyanide en meer zijn enkele voorbeelden.
