Der Hauptunterschied zwischen Nukleophil und Elektrophil besteht darin, dass das Nukleophil eine Substanz ist, die ein positives Zentrum sucht, während die Elektrophile negative Zentren mit zusätzlichen Elektronen suchen.
Wir können die durch Ladungstrennung entstehenden Spezies als „Elektrophile“und „Nucleophile“bezeichnen. Wir werden in diesem Artikel diskutieren, was genau ein Nucleophil oder ein Elektrophil ist. Elektrophile und Nukleophile sind wichtig, um chemische Reaktionen auszulösen. Außerdem sind sie wichtig, um zu beschreiben, wie die Reaktionen ablaufen. In der organischen Chemie können wir Reaktionsmechanismen in Abhängigkeit von der anfänglichen Spezies (entweder einem Elektrophil oder einem Nucleophil) kategorisieren, die beginnt, die andere Spezies anzugreifen. Nucleophile Substitution, nucleophile Addition, elektrophile Substitution und elektrophile Addition sind die vier Haupttypen von Mechanismen, die organische Reaktionen beschreiben.
Was ist Nukleophil?
Ein Nukleophil ist ein negatives Ion oder ein neutrales Molekül, das mindestens ein ungeteiltes Elektronenpaar hat. Nukleophil ist eine Substanz, die sehr elektropositiv ist und daher gerne mit positiven Zentren wechselwirkt. Es kann Reaktionen mit dem einsamen Elektronenpaar initiieren. Wenn beispielsweise ein Nukleophil mit einem Alkylhalogenid reagiert, greift das freie Elektronenpaar des Nukleophils das Kohlenstoffatom an, das das Halogen trägt. Dieses Kohlenstoffatom hat aufgrund des Unterschieds zwischen den Elektronegativitätswerten dieses Kohlenstoffatoms und des Halogenatoms eine partielle positive Ladung. Nachdem das Nucleophil an den Kohlenstoff gebunden ist, verlässt das Halogen. Wir nennen diese Art von Reaktionen nukleophile Substitutionsreaktionen.
Abbildung 01: Eine nukleophile Additionsreaktion
Es gibt eine andere Art von Reaktion, die Nucleophile initiieren können; wir nennen es nukleophile Eliminierungsreaktion. Die Nukleophilie gibt Auskunft über die Reaktionsmechanismen; somit ist es ein Hinweis auf die Reaktionsgeschwindigkeiten. Wenn beispielsweise die Nukleophilie hoch ist, wird eine bestimmte Reaktion schnell, und wenn die Nukleophilie niedrig ist, ist die Reaktionsgeschwindigkeit langsam. Da Nucleophile Elektronen abgeben, sind sie nach der Lewis-Definition Basen.
Was ist Elektrophil?
Elektrophile sind Reagenzien, die in ihren Reaktionen nach zusätzlichen Elektronen suchen, die ihnen eine stabile Valenzschale aus Elektronen verleihen. Carbokationen sind Elektrophile. Sie sind elektronenarm und haben nur sechs Elektronen in ihrer Valenzschale. Aus diesem Grund können Carbokationen als Lewis-Säuren wirken. Sie nehmen ein Elektronenpaar von einem Nucleophil auf und füllen die Valenzschale.
Abbildung 02: Eine elektrophile Additionsreaktion
Elektrophile können eine formal positive Ladung, eine partiell positive Ladung oder eine Volanthülle mit einem unvollständigen Oktett haben. Elektrophile Substitutions- und elektrophile Additionsreaktionen sind die beiden Hauptreaktionen, die Elektrophile initiieren können. Bei einer elektrophilen Substitutionsreaktion ersetzt ein Elektrophil ein Atom oder eine Gruppe in einer Verbindung. Wir können diesen Vorfall hauptsächlich in aromatischen Verbindungen beobachten. Dies ist beispielsweise der Mechanismus, bei dem eine Nitrogruppe durch Verdrängen von Wasserstoff an den Benzolring bindet. Bei der elektrophilen Additionsreaktion bricht eine Pi-Bindung in einem Molekül auf und es bildet sich eine neue Sigma-Bindung zwischen dem Molekül und dem Elektrophil.
Was ist der Unterschied zwischen Nucleophil und Elektrophil?
Ein Nukleophil ist jedes negative Ion oder jedes neutrale Molekül, das mindestens ein ungeteiltes Elektronenpaar hat, während die Elektrophile Reagenzien sind, die in ihren Reaktionen nach zusätzlichen Elektronen suchen, die ihnen eine stabile Valenzhülle von Elektronen geben. Der Hauptunterschied zwischen Nukleophil und Elektrophil besteht also darin, dass das Nukleophil eine Substanz ist, die ein positives Zentrum sucht, während die Elektrophile negative Zentren mit zusätzlichen Elektronen suchen. Darüber hinaus können wir Nucleophile als Lewis-Basen und Elektrophile als Lewis-Säuren betrachten. Daher ist dies ein weiterer Unterschied zwischen Nukleophil und Elektrophil.
Die folgende Infografik tabelliert den Unterschied zwischen Nukleophil und Elektrophil als direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Nucleophil vs. Elektrophil
Nukleophile und Elektrophile sind zwei verschiedene Formen chemischer Spezies, die die Fähigkeit haben, verschiedene chemische Reaktionen auszulösen. Der Hauptunterschied zwischen Nukleophil und Elektrophil besteht darin, dass das Nukleophil eine Substanz ist, die ein positives Zentrum sucht, während die Elektrophile negative Zentren mit zusätzlichen Elektronen suchen.
