1
00:00:00,510 --> 00:00:09,370
V tomto videu chci uvést rozdíl
mezi myšlenkou nukleofility,

2
00:00:09,370 --> 00:00:20,110
neboli tím, jak je nukleofil
silný a bazicitou (zásaditostí).

3
00:00:20,110 --> 00:00:25,820
Rozdíl je velmi jemný,
ale vlastně je to velký rozdíl.

4
00:00:25,820 --> 00:00:28,780
Ukáži vám, proč je to matoucí,
když se to učíte prvně.

5
00:00:28,780 --> 00:00:35,040
Když jsme studovali Sn2 reakce, měli jste
nukleofil s jedním elektronem navíc.

6
00:00:35,040 --> 00:00:37,200
Měl záporný náboj.

7
00:00:37,200 --> 00:00:44,140
Možná jste měli methylový uhlík.
Nakreslím ho.

8
00:00:44,140 --> 00:00:48,750
Možná máte vodík mířící vpřed.
Pak vodík mířící vzad.

9
00:00:48,750 --> 00:00:50,760
Vodík nahoře.

10
00:00:50,760 --> 00:00:56,550
A zde máte odstupující skupinu.

11
00:00:56,550 --> 00:01:02,300
V Sn2 reakci nukleofil
předá elektron tomuto uhlíku.

12
00:01:02,300 --> 00:01:06,900
Uhlík má částečně kladný náboj.
Nakreslím to.

13
00:01:06,900 --> 00:01:09,260
Odstupující skupina má
částečně záporný náboj,

14
00:01:09,260 --> 00:01:12,630
protože má tendenci nebo
je více elektronegativní.

15
00:01:12,630 --> 00:01:16,700
Elektron je předán
tomuto uhlíku, když uhlík...

16
00:01:16,700 --> 00:01:22,950
simultálně s tím, elektronegativní
odstupující skupina je schopná

17
00:01:22,950 --> 00:01:27,450
vzít si tento elektron od uhlíku.

18
00:01:27,450 --> 00:01:31,370
Když jste hotovi, vypadá to takto.

19
00:01:31,370 --> 00:01:39,350
Máme zde methylový uhlík, kde 1 vodík je
vzadu, další je vepředu a 1 je nahoře.

20
00:01:39,350 --> 00:01:43,150
Odstupující skupina je pryč.

21
00:01:43,150 --> 00:01:52,620
Měla zde elektron, ale také si vzala
fialový elektron, takže má záporný náboj

22
00:01:52,620 --> 00:02:03,890
a nukleofil předal tento elektron zde,
takže je teď vázán k uhlíku.

23
00:02:03,890 --> 00:02:07,110
Důvod, proč jsem to uvedl je,
že toto jedná, jako nukleofil.

24
00:02:07,110 --> 00:02:08,139
Miluje jádra.

25
00:02:08,139 --> 00:02:17,410
Odevzdává elektron, který má navíc, ale
také jedná, jako Lewisova báze (zásada).

26
00:02:17,410 --> 00:02:18,620
Tady je malé osvěžení.

27
00:02:18,620 --> 00:02:21,490
Lewisova báze, což je nejobecnější...

28
00:02:21,490 --> 00:02:25,630
...myslím, že to pokrývá většinu
příkladů toho, co je považováno za bázi.

29
00:02:25,630 --> 00:02:31,960
Lewisova báze je donorem elektronu.

30
00:02:31,960 --> 00:02:33,740
To je přesně to, co se zde děje.

31
00:02:33,740 --> 00:02:38,760
Tento nukleofil daruje elektron uhlíku.
Takže se chová, jako Lewisova báze.

32
00:02:38,760 --> 00:02:41,190
Když toto vidíte poprvé...

33
00:02:41,190 --> 00:02:46,220
...proč si chemici dělají tu bolest
a definují něco, jako nukleofil?

34
00:02:46,220 --> 00:02:47,840
Proč tomu neříkají báze?

35
00:02:47,840 --> 00:02:52,720
Proč jsou 2 odlišné koncepty
nukleofility a bazicity?

36
00:02:52,720 --> 00:02:59,650
Rozdíl je v tom, že nukleofilita
je kinetický koncept,

37
00:02:59,650 --> 00:03:02,470
což znamená, jak dobře to reaguje?

38
00:03:02,470 --> 00:03:06,880
Jak rychle reaguje?
Kolik energie navíc potřebuje k reakci?

39
00:03:06,880 --> 00:03:14,530
Pokud má něco dobrou nukleofilitu,
tak to dobře reaguje.

40
00:03:14,530 --> 00:03:16,070
Neřekne vám to, ale nic o tom,

41
00:03:16,070 --> 00:03:19,820
jak stabilní či netabilní jsou
reaktanty předtím a potom.

42
00:03:19,820 --> 00:03:22,880
Pouze vám to řekne,
že jsou dobré k vzájemné reakci.

43
00:03:22,880 --> 00:03:30,345
Bazicita (zásaditost)
je termodynamický koncept.

44
00:03:30,345 --> 00:03:35,730
Říká vám, jak stabilní
jsou reaktanty nebo produkty.

45
00:03:35,730 --> 00:03:52,326
Řekne vám, jak moc
by něco mohlo reagovat.

46
00:03:52,326 --> 00:03:58,590
Například, vidíme situaci fluoru.
Popřemýšlejme o tom.

47
00:03:58,590 --> 00:04:03,180
Viděli jsme situaci...měl bych říct
fluorid, protože fluor vypadá takto.

48
00:04:03,180 --> 00:04:08,670
7 valenčních elektronů fluoru
a pak odevzá 1 elektron pryč.

49
00:04:08,670 --> 00:04:10,710
Dostanete fluorid.

50
00:04:10,710 --> 00:04:14,470
Fluorid je prakticky bazický (zásaditý).

51
00:04:14,470 --> 00:04:28,519
Je více bazický než iodid.

52
00:04:28,519 --> 00:04:33,490
Ale v protickém rozpouštědle...
...napíši to zde.

53
00:04:33,490 --> 00:04:46,080
Ale slabší nukleofilita
v protickém rozpouštědle.

54
00:04:46,080 --> 00:04:50,300
A protické rozpouštědlo
má okolo vodíkové protony.

55
00:04:50,300 --> 00:04:53,590
A důvod, proč je toto fluorid, je ten,

56
00:04:53,590 --> 00:04:59,910
že se chce vázat s uhlíkem nebo či jiným
více...nebo dokonce s vodíkovým protonem.

57
00:04:59,910 --> 00:05:04,180
Chce se s ním vázat více,
než iodidový anion.

58
00:05:04,180 --> 00:05:09,410
Pokud by se to stalo, vazba by byla mnohem
silnější, než by vytvořil iodidový anion.

59
00:05:09,410 --> 00:05:14,280
Fluoridový anion je však méně stabilní
v této formě, než iodidový anion.

60
00:05:14,280 --> 00:05:18,230
Pokud by to mělo možnost darovat proton
nebo se zbavit elektronu,

61
00:05:18,230 --> 00:05:21,440
bylo by to šťastnější,
ale je to méně nukleofilní.

62
00:05:21,440 --> 00:05:24,820
Je to méně vhodné
při reakcích v protickém roztoku.

63
00:05:24,820 --> 00:05:28,570
Důvodem, že je méně nukleofilní je to,
že zde jsou jiné látky,

64
00:05:28,570 --> 00:05:30,330
které mu brání v reakci.

65
00:05:30,330 --> 00:05:33,145
Ve videu o tom, co dělá
dobrý nukleofil, jsme viděli...

66
00:05:33,145 --> 00:05:38,210
...v případě fluoridu, je to proto,
že je to velmi malý atom.

67
00:05:38,210 --> 00:05:43,140
Je to vlastně velmi malý iont,
takže je držen velmi blízko.

68
00:05:43,140 --> 00:05:49,240
Elektronový mrak je velmi těsný,
takže to dovoluje vodíkům z vody,

69
00:05:49,240 --> 00:05:54,300
aby kolem něj vytvořili velmi těsný obal.

70
00:05:54,300 --> 00:05:59,460
Všechny mají částečně kladné náboje,
takže je to přitahuje k zápornému aniontu.

71
00:05:59,460 --> 00:06:05,420
Tvoří velmi těsný obal,
čímž chrání fluoridový aniont,

72
00:06:05,420 --> 00:06:10,100
takže je pro něj těžší reagovat
v protickém rozpouštědle,

73
00:06:10,100 --> 00:06:16,680
tudíž nereaguje moc dobře.

74
00:06:16,680 --> 00:06:24,320
Pokud by byl schopný reagovat, vytvořil
by silnější vazbu, než iodidový aniont.

75
00:06:24,320 --> 00:06:28,030
Toto je velký rozdíl,
vidíme rozdíl v trendech.

76
00:06:28,030 --> 00:06:32,050
U bazicity nezáleží
na použitém rozpouštědle.

77
00:06:32,050 --> 00:06:37,250
Je to termodynamická vlastnost
molekuly nebo atomu aniontu.

78
00:06:37,250 --> 00:06:44,050
Pokud se díváte čistě na bazicitu,
tak nejsilnější bází je...

79
00:06:44,050 --> 00:06:46,070
...napíši zde hydroxid.

80
00:06:46,070 --> 00:06:50,510
Běžně je to něco, jako hydroxid sodný
nebo hydroxid draselný,

81
00:06:50,510 --> 00:06:57,130
ale pokud ho rozpustíte v něčem, podobném
vodě, tak se sodík a hydroxid oddělí.

82
00:06:57,130 --> 00:07:01,550
Hydroxid se poté chová jako báze,
čili chce darovat elektron.

83
00:07:01,550 --> 00:07:06,150
Hydroxid je mnohem
silnější báze než fluorid,

84
00:07:06,150 --> 00:07:11,000
který je silnější bází než chlorid,
který je silnější báze, než bromid,

85
00:07:11,000 --> 00:07:15,850
který je silnější báze než iodid.

86
00:07:15,850 --> 00:07:25,800
Když se nyní podíváte
na nukleofilitu, tak vidíte rozdíl.

87
00:07:25,800 --> 00:07:29,600
Viděli jsme co dělá rozpouštědlo,
protože rozpouštědlo ovlivňuje to,

88
00:07:29,600 --> 00:07:31,610
jak dobře něco reaguje.

89
00:07:31,616 --> 00:07:39,900
U nukleofility je rozdíl mezi protickým
a aprotickým rozpouštědlem.

90
00:07:39,900 --> 00:07:46,390
V protickém rozpouštědle je sloučenina
s nejlepší nukleofilitou iodid,

91
00:07:46,390 --> 00:07:49,940
protože mu není tolik bráněno
těmito vodíkovými můstky.

92
00:07:49,940 --> 00:07:50,950
Nemá těsný obal.

93
00:07:50,950 --> 00:07:55,090
Má tento velký molekulární mrak a někteří
lidé si myslí, že má určitou „měkkost".

94
00:07:55,090 --> 00:07:59,160
Má tuto polarizovatelnou schopnost,
kde tento mrak může být vtlačen k uhlíku

95
00:07:59,160 --> 00:08:00,730
a udělá, co potřebuje udělat.

96
00:08:00,730 --> 00:08:07,300
V tomto případě je iodid lepším
nukleofilem, než hydroxid,

97
00:08:07,300 --> 00:08:11,330
který je lepším nukleofilem než fluorid.

98
00:08:11,330 --> 00:08:19,850
Teď, v aprotickém rozpouštědle,
kde interakce s rozpouštědlem

99
00:08:19,850 --> 00:08:23,720
již nejsou tak významné,
tak se věci mění.

100
00:08:23,720 --> 00:08:26,960
V této situaci záleží na bazicitě.

101
00:08:26,960 --> 00:08:41,110
V aprotickém rozpouštědle spolu
bazicita a nukleofilita korelují.

102
00:08:41,110 --> 00:08:49,720
Vložím zde hvězdičku, protože je
zde ještě jeden aspekt nukleofility,

103
00:08:49,720 --> 00:08:52,630
o kterém jsem dosud nemluvil,
ale budu o něm mluvit za chvíli.

104
00:08:52,630 --> 00:09:00,960
V tomto typu situace, bude hydroxid
lépe reagovat, než fluorid,

105
00:09:00,960 --> 00:09:04,780
který bude reagovat lépe než iodid.

106
00:09:04,780 --> 00:09:11,080
A důvod, proč je hydroxid
lepší v obou případech je...

107
00:09:11,080 --> 00:09:13,730
Myslím i v případě, kdy může
reagovat s rozpouštědlem

108
00:09:13,730 --> 00:09:19,730
je stále docela dobrým nukleofilem,
protože, pokud přemýšlíte nad hydroxidem

109
00:09:19,730 --> 00:09:21,680
...a já o něm přemýšlím hodně...

110
00:09:21,680 --> 00:09:23,530
tak má elektron navíc.

111
00:09:23,530 --> 00:09:26,890
Pokud nad tím uvažujete, můžete si
představit, že voda vezme...

112
00:09:26,890 --> 00:09:28,650
...nakreslím to takto.

113
00:09:28,650 --> 00:09:32,530
Můžete si představit, že je to voda,
kde je zanechán proton

114
00:09:32,530 --> 00:09:35,750
nebo odkud je odebrán elektron z protonu.

115
00:09:35,750 --> 00:09:38,860
Běžně byste měli 2 páry, teď tu
máte 3 volné elektronové páry.

116
00:09:38,860 --> 00:09:44,030
Tento kyslík má 1, 2, 3, 4, 5, 6,
7 valenčních elektronů

117
00:09:44,030 --> 00:09:47,080
o 1 více než neutrální kyslík,
takže má záporný náboj.

118
00:09:47,080 --> 00:09:51,760
Už má elektron navíc, který mu
uděluje záporný náboj,

119
00:09:51,760 --> 00:09:54,980
ale kyslík je
elektronegativnější než vodík,

120
00:09:54,980 --> 00:10:01,380
takže je schopen dostat tento elektron.

121
00:10:01,380 --> 00:10:07,010
Je to velmi bazická molekula.

122
00:10:07,010 --> 00:10:11,340
Dokonce i když může být trochu rušena
protickým prostředím, jako voda,

123
00:10:11,340 --> 00:10:17,050
tak je stále lepším
nukleofilem, než fluorid.

124
00:10:17,050 --> 00:10:20,860
Pokud z obrázku odstraníte rozpouštědlo,
tak je to super silná báze.

125
00:10:20,860 --> 00:10:25,060
Je to také opravdu velmi dobrý nukleofil.

126
00:10:25,060 --> 00:10:27,770
A nyní, poslední aspekt nukleofility.

127
00:10:27,770 --> 00:10:30,930
Vzpomeňte, že nukleofilita je,
jak dobře něco reaguje.

128
00:10:30,930 --> 00:10:34,120
Představte si, že zde něco máme.

129
00:10:34,120 --> 00:10:42,570
Máme 2 molekuly hydroxidu.

130
00:10:42,570 --> 00:10:47,680
Řekněme, že tento jeden je přímo hydroxid.

131
00:10:47,680 --> 00:10:50,990
A řekněme, že tento je ješte
obklopený jiným řetězcem.

132
00:10:50,990 --> 00:10:57,110
Řekněme, že to má velký řetězec jednotek.
Nevím, ale jakých.

133
00:10:57,110 --> 00:10:59,090
Pokud se podíváte na tyto 2 molekuly

134
00:10:59,090 --> 00:11:03,470
a pokud se pokusíte odhadnout,
která z nich je lepším nukleofilem,

135
00:11:03,470 --> 00:11:07,380
měli byste si vzpomenout, že nukleofilita
je, jak dobře něco reaguje,

136
00:11:07,380 --> 00:11:11,480
jak dobře se to dostane do místa reakce
a jak se ta odehraje.

137
00:11:11,480 --> 00:11:14,910
Tento anion má kolem
sebe velkou molekulu.

138
00:11:14,910 --> 00:11:18,810
Bude to velmi obtížné,
pokud se vrátíte k těmto okolnostem,

139
00:11:18,810 --> 00:11:21,780
tak to bude velmi obtížné,
aby se tato molekula dostala sem.

140
00:11:21,780 --> 00:11:24,850
Hovoříme o sterické zábraně
z pohledu uhlíku,

141
00:11:24,850 --> 00:11:27,680
ale nemůžeme o ní mluvit
z pohledu nukleofilu.

142
00:11:27,680 --> 00:11:40,290
Pro nukleofil zde, může být obtížné předat
elektron, který má navíc, cílovému jádru.

143
00:11:40,290 --> 00:11:41,520
Bude mu bráněno.

144
00:11:41,520 --> 00:11:44,810
Zatímco v této situaci,
to bude mnohem jednodušší,

145
00:11:44,810 --> 00:11:49,010
když skupina, která reaguje,
tento kyslík, který má záporný náboj,

146
00:11:49,010 --> 00:11:52,610
tento elektron navíc, je v určité
rovině poměrně rovnocenný.

147
00:11:52,610 --> 00:11:56,120
Ale zde je mnohem menší molekula.

148
00:11:56,120 --> 00:12:03,150
Bude méně krytá a více přístupná.
Takže to bude lepší nukleofil.

149
00:12:03,150 --> 00:12:07,960
A to je důvod, proč nechci dělat
nekompromisní prohlášení,

150
00:12:07,960 --> 00:12:12,110
že v aprotickém roztoku, bazicita
a nukleofilita kompletně korelují,

151
00:12:12,110 --> 00:12:17,050
protože nukleofilita má stále jiný prvek,
jak je kryta.

152
00:12:17,050 --> 00:12:21,300
Je to v prostředí nebo je to část
molekuly, která jí nedovolí reagovat,

153
00:12:21,300 --> 00:12:23,470
dokonce i když by to byla silná báze.

154
00:12:23,470 --> 00:12:26,310
Pokud by vytvořila vazbu,
byla by velmi silná.

155
00:12:26,310 --> 00:12:30,320
Velkou myšlenkou je to,
že jsou zde 2 základní koncepty,

156
00:12:30,320 --> 00:12:32,750
a proto jsou zde 2 rozdílné termíny.

157
00:12:32,750 --> 00:12:35,850
Nukleofilita, čili jak dobře to reaguje,
ale neříká nic o tom,

158
00:12:35,850 --> 00:12:38,110
jak dobrá je výsledná vazba.

159
00:12:38,110 --> 00:12:40,860
Bazicita je, jak dobrá je vazba.

160
00:12:40,860 --> 00:12:46,910
Jak moc to chce reagovat, ale neřekne,
jak dobrá je při reakcích.