Davide ha scritto:
Salve professoressa.
In questo periodo sto studiando la chimica organica, in particolare i meccanismi di reazione tra composti organici. Ma c’è una questione che non mi è ancora chiara, e le sarei grato se potesse darmi una mano: qual è il principio per il quale una sostanza è piu nucleofila di un’altra (stesso discorso per una sostanza elettrofila)?
La ringrazio anticipatamente.
La risposta è questa:
Un nucleofilo è uno ione negativo o una molecola che possiede una coppia di elettroni non condivisa; grazie a questa coppia il nucleofilo attacca il centro positivo di un’altra molecola oppure un catione. Quanto maggiore è la capacità del nucleofilo di donare la coppia di elettroni, tanto più esso è reattivo. I nucleofili vengono classificati in forti e deboli proprio in riferimento alla loro reattività relativa nelle reazioni di sostituzione nucleofila del 2° ordine (SN2). Un nucleofilo è forte se reagisce rapidamente con un dato substrato, è invece debole se, nelle stesse condizioni sperimentali, reagisce lentamente.
Da quanto detto, puoi capire che non esiste una graduatoria assoluta di nucleofilicità, ma essa è certamente influenzata da alcuni parametri strutturali.
- Un nucleofilo anionico è sempre più forte del suo acido coniugato: lo ione OH- è quindi un nucleofilo più forte del suo acido coniugato H2O;
- Per una serie di nucleofili in cui il centro nucleofilo è costituito dallo stesso atomo, la scala di nucleofilicità corrisponde alla scala di basicità. I composti ossigenati, per esempio, mostrano il seguente ordine di reattività nucleofila:
RO- > OH- > C6H5O-
alcossido idrossido fenossido
Uno ione alcossido è infatti più basico di uno ione idrossido e questo, a sua volta, di uno ione fenossido.
- Quando gli atomi nucleofili non sono gli stessi, ma l’atomo nucleofilo appartiene allo stesso gruppo della tavola periodica il nucleofilo più forte è quello che possiede l’atomo nucleofilo più grande. Per esempio, in solventi come l’acqua o gli alcoli, l’ordine di nucleofilicità degli ioni alogenuro è il seguente:
I- > Br- > Cl- > F-
Tale comportamento non dipende soltanto dall’interazione del nucleofilo con le molecole di solvente ma anche dal fatto che gli atomi più grandi sono più polarizzabili, cioè le loro nuvole elettroniche sono più facilmente distorte da una carica elettrica esterna.
In generale comunque, se la reazione avviene in un solvente protico (come H2O o ROH) l’ordine di nucleofilicità decrescente per i nucleofili che si incontrano più frequente-mente è il seguente:
SH- > CN- > I- > OH- > N3- > Br- > CH3COO- > Cl- > F- > H2O
Va meglio ora? Mi auguro di sì… Buon lavoro!
