亲核试剂(化学术语)

2023-09-15 113阅读

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亲核试剂

化学术语

亲核试剂是具有未共用电子对的中性分子和负离子,是电子对的给予体,它在化学反应过程中以给出电子或共用电子的方式和其他分子或离子生成共价键。亲核试剂的亲核性是有机化学中的一个十分重要的概念。在反应过程中,它倾向于与电正性物种结合,因为原子核是电正性的,所以“亲核”即是指亲“电正性”。胺的碱性和亲核性均强于醇。亲核试剂通常是路易斯碱,但是,虽然亲核试剂和Lewis碱都是结合质子的,但是他们之间并没什么联系。

中文名 亲核试剂
英文名 nucleophilie
别称 亲核基
特性 具有亲核性
常见亲核试剂 H-,BH4-,HSO3-,HO
结构特性 亲和力

简介

亲核试剂(nucleophile,意思为原子核的喜好物),又叫亲核基,指具有亲核性的化学试剂,可用:Nu表示。所谓亲核试剂就是一种电子对供体,即路易斯碱。在反应过程中,它倾向于与电正性物种结合,因为原子核是电正性的,所以“亲核”即是指亲“电正性”。亲核性是有机化学的一个概念。它用来衡量一个试剂给电子能力的强弱。当亲核试剂具有较小的电负性时,有利于对反应底物提供电子,成键快,试剂亲核性强。对同周期元素形成的亲核试剂,自左至右,亲核性由强到弱。

一般而言,与亲电试剂反应中,亲核试剂亲核性越高,反应越容易。亲核性与碱性类似,但有所不同。很多情况下碱性高的物质亲核性也高,比如胺的碱性和亲核性均强于醇。但不尽然,比如膦的碱性弱于胺,而亲核性则强于胺。在反应中它们是电子对的给予体,即Lewis碱。一些常见的亲核试剂有:H-,BH4-,HSO3-,HO。

类型

σ键

当非金属原子与金属原子之间形成共价键时,由于非金属原子的电负性通常较大,使得非金属原子带部分负电荷,金属原子带部分正电荷。在极性反应中,这类化合物分子中非金属原子与金属原子之间的共价键可以异裂,非金属原子作为亲核原子带着成键电子对参与反应,因此称这类亲核试剂为σ键型亲核试剂。

σ键型亲核试剂的亲核原子可以是杂原子(如NaNH2或KOH),也可以是碳原子(如RMgBr、RLi和R2CuLi)或氢原子(如NaBH4和LiAIH4)。但是,强极性的非金属一金属键Nu—M常被认为是离子键(Nu-M+)。

π键

利用π键的成键电子对与亲电试剂的亲电原子形成σ键。例如,烯烃的π键在反应中可以发生异裂,其中的一个双键碳原子带着成键电子对与亲电试剂反应。因此,富电子烯烃是亲核试剂。

亲核试剂烯烃与亲电试剂反应时,总是电子云密度高的双键碳与亲电试剂形成新键。对于纯烷基取代的烯烃,取代较少的碳亲核性强,优先与亲电试剂结合。

碱性关系

由于亲核试剂在反应中提供电子,按照Lewis酸碱理论,提供电子的为碱,因此,亲核试剂通常呈碱性。许多亲核反应在碱性条件下进行,了解亲核性与碱性的关系很重要。亲核试剂的亲核性强弱通常用其与亲电试剂反生的速率来衡量。

例如,根据其在25℃的水溶液中与CH3Br发生亲核取代反应的速率来衡量。因此,亲核性是动力学性质。试剂的碱性是其与H+反应的能力(用平衡常数的负对数表示),是热力学性质。试剂的亲核性与碱性有联系,也有区别。

参考资料

1.亲核试剂Cl~-、Br~-的亲核性能的比较·知网空间

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