שיעור זה מסביר את ההגדרה, הסיווג והמאפיינים האופייניים של אלקטרופיל שהם תכונות מפתח של תגובות התמרה נוקלאופיליות. ניתוח של תמונת המטען והאורביטל שלהם עוזר להבין את התגובתיות שלהם לחיפוש אלקטרונים. ניתן לסווג אלקטרופילים לצורונים חיוביים וניטרליים. סוגים אחרים כוללים רדיקלים חופשיים וקבוצות פונקציונליות קוטביות.
בעוד אלקטרופיל חיובי, כמו פרוטון, מגיב בגלל אורביטל 1s הפנוי שלו, בעל אנרגיה נמוכה, שאר האלקטרופילים החיוביים, כמו קרבוקציות, מגיבים בגלל אורביטל ה-p הריק שלהם.
מצד שני, לאלקטרופילים ניטרליים, בדומה לחומצות לואיס, יש אורביטלי p ריקים שיכולים לקבל אלקטרונים מהנוקלאופיל כדי ליצור קומפלקסים יציבים. לעתים קרובות יכול להיווצר מרכז אלקטרופילי במולקולה ניטרלית עקב ההשפעה האינדוקטיבית מושכת האלקטרונים בנוכחות מתמיר אלקטרושלילי יותר המחובר לשרשרת המולקולרית. זה מסביר את המטען החיובי החלקי על אטום הפחמן בקבוצת קרבוניל.
בהקשר של תגובה כימית, יש צורך בתמונה מקיפה של העברת האלקטרונים בתהליך זה. נוקלאופיל מפקיד את האלקטרונים שלו באורביטל אנטי-קושר אנרגטי נמוך יותר של האלקטרופיל. לעומת זאת, הדיפול של הקשר σ מאלץ את האלקטרונים הנוקלאופיליים לנוע לארובטל σ נוגד הקשר באנרגיה נמוכה יותר, וכתוצאה מכך לשבירת הקשר. תופעות אלו מוסברות לעתים קרובות באמצעות דוגמאות של קבוצות קרבוניל ו-HCl. בדרך כלל, האורביטלים המולקולריים התפוסים הנמוכים ביותר (LUMOs) באלקטרופילים אורגניים הם אורביטלים אנטי קושר עם אנרגיה נמוכה, מכיוון שהם קשורים לאטומים אלקטרוניים שליליים. במקרה זה אורביטלים π* או אורביטלים σ*.
חלק מהמולקולות, כמו הלוגנים, גם מייצרות אלקטרופילים טובים. כאן, למרות היעדר דיפול, חפיפה גרועה בין האורביטלים האטומיים של שני ההלידים מחלישה את הקשר מה שהופך אותו ליותר מועד לתקיפת נוקלאופיל. זה מוביל לסיווג אחר של אלקטרופילים חזקים לעומת חלשים, המדובר בשיעורים מאוחרים יותר. בדרך כלל, מולקולות בעלות קשר יחיד או כפול המקושרות לאטום אלקטרוני שלילי כמו O, N, Cl או Br מייצרות אלקטרופילים טובים.
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved