0:00:00.000,0:00:02.010
今天我们要讲的是

0:00:02.030,0:00:09.680
区分开 亲核性

0:00:09.700,0:00:14.280
即亲核试剂的强弱

0:00:14.300,0:00:19.290
与碱性

0:00:19.300,0:00:24.030
这个差别看似很微小

0:00:24.050,0:00:25.850
实际上却很大

0:00:25.870,0:00:27.310
一会儿我就会告诉大家为什么

0:00:27.330,0:00:28.540
刚学的时候容易混淆

0:00:28.550,0:00:30.600
学SN2反应的时候

0:00:30.620,0:00:32.410
反应中的亲核试剂

0:00:32.430,0:00:35.030
有一个多余的电子

0:00:35.050,0:00:36.860
带一个负电荷

0:00:36.880,0:00:42.520
就以甲基碳为例吧

0:00:42.540,0:00:43.430
我画出来

0:00:43.440,0:00:46.470
其中一个氢指向纸面外

0:00:46.490,0:00:48.890
还有一个氢指向纸面内

0:00:48.900,0:00:50.480
还有一个在上面

0:00:50.500,0:00:56.460
然后这里有一个离去基团

0:00:56.480,0:00:58.350
在SN2反应中

0:00:58.360,0:01:02.390
亲核试剂把这个电子给这个碳

0:01:02.410,0:01:04.100
这样碳就带有部分正电荷

0:01:04.130,0:01:05.000
我画一下

0:01:05.020,0:01:09.050
离去基团的电负性更强

0:01:09.070,0:01:11.890
所以它带部分负电荷

0:01:11.910,0:01:15.680
电子传给碳

0:01:15.690,0:01:17.150
碳得到电子的一瞬间

0:01:17.170,0:01:18.470
或者说同时

0:01:18.480,0:01:22.410
电负性强的离去基团就可以

0:01:22.420,0:01:27.400
完全夺走碳上的这个电子

0:01:27.420,0:01:31.510
之后就变成这样啦

0:01:31.520,0:01:33.140
甲基碳还在这儿

0:01:33.160,0:01:35.110
一个氢指在后

0:01:35.120,0:01:38.980
一个指在前 一个在上面

0:01:39.000,0:01:42.780
离去基已离去

0:01:42.790,0:01:44.910
它不但带着原来的电子

0:01:44.920,0:01:50.000
还夺走了这个玫红色电子

0:01:50.020,0:01:52.420
所以它现在带一个负电荷

0:01:52.430,0:02:00.180
这个负电原本在亲核试剂上

0:02:00.200,0:02:03.700
现在亲核试剂连到了碳上

0:02:03.710,0:02:05.810
我举这个例子是为了说明

0:02:05.830,0:02:07.100
它的角色是亲核试剂

0:02:07.120,0:02:08.100
它大爱原子核

0:02:08.120,0:02:10.200
它贡献了多余的电子

0:02:10.220,0:02:17.490
同时它也是路易斯碱

0:02:17.500,0:02:18.740
下面我们来复习一下

0:02:18.750,0:02:21.340
路易斯碱 最广泛的定义

0:02:21.360,0:02:24.280
我觉得它已经涵盖了

0:02:24.290,0:02:25.650
所有可以称之为碱的东西

0:02:25.660,0:02:31.880
路易斯碱就是 电子供体

0:02:31.900,0:02:33.840
这个反应中就是这样

0:02:33.860,0:02:37.130
亲核试剂将一个电子供给碳原子

0:02:37.150,0:02:38.810
所以它的角色又是路易斯碱

0:02:38.830,0:02:40.560
第一次看到这个的你可能会问

0:02:40.570,0:02:44.080
为什么化学家们要这样折磨自己

0:02:44.090,0:02:46.070
定义什么亲核试剂呢？

0:02:46.100,0:02:47.900
干嘛不直接叫它们“碱”？

0:02:47.920,0:02:49.710
为什么还要用

0:02:49.730,0:02:52.740
亲核性和碱性两个概念？

0:02:52.760,0:02:54.910
它们的区别在于

0:02:54.920,0:02:59.870
亲核性是一个动力学概念

0:02:59.890,0:03:02.450
即它反应速率如何？

0:03:02.470,0:03:03.990
反应有多快？

0:03:04.000,0:03:06.700
反应需要的能量少到什么程度？

0:03:06.720,0:03:08.480
如果试剂的亲核性很强

0:03:08.490,0:03:13.420
它会反应得很顺利

0:03:13.430,0:03:15.890
但它不能表示

0:03:15.910,0:03:19.990
反应物或产物有多稳定

0:03:20.000,0:03:22.620
只能说明它们有多容易反应

0:03:22.640,0:03:29.740
而碱性 是一个热力学的概念

0:03:29.750,0:03:35.780
它表示反应物和产物有多稳定性

0:03:35.800,0:03:52.510
它说明 反应的可能性有多大

0:03:52.530,0:03:53.220
举个例子

0:03:53.240,0:03:56.230
我们见过氟的反应

0:03:56.250,0:03:58.470
思考一下

0:03:58.490,0:04:00.390
在那个反应中

0:04:00.410,0:04:01.620
其实 应该叫氟离子

0:04:01.630,0:04:03.270
氟离子是这样的

0:04:03.290,0:04:05.970
原子有7个价电子

0:04:05.990,0:04:08.680
然后它夺取了一个电子

0:04:08.700,0:04:10.540
变成了氟离子

0:04:10.560,0:04:14.530
氟离子也是一种碱

0:04:14.550,0:04:28.730
它的碱性甚至比碘离子还要强

0:04:28.740,0:04:31.950
但在质子溶剂中

0:04:31.970,0:04:33.090
我写这儿

0:04:33.090,0:04:46.310
质子溶液中 亲核性减弱

0:04:46.320,0:04:47.560
再次强调 质子溶液

0:04:47.580,0:04:50.200
有游离的质子

0:04:50.210,0:04:51.550
而亲核性减弱的原因是

0:04:51.570,0:04:54.770
是氟离子 它想更容易

0:04:54.780,0:04:58.170
和碳什么的成键

0:04:58.190,0:04:59.990
或和质子

0:05:00.010,0:05:02.370
它比碘离子更想要

0:05:02.390,0:05:04.280
和质子成键

0:05:04.300,0:05:06.660
一旦如此 氟离子成的键

0:05:06.680,0:05:09.400
能比碘离子的强

0:05:09.420,0:05:11.300
其实离子状态下

0:05:11.320,0:05:14.240
氟没有碘稳定

0:05:14.260,0:05:16.820
如果氯离子能得到一个质子

0:05:16.840,0:05:18.400
或者失去一个电子

0:05:18.420,0:05:19.790
它会更满足

0:05:19.810,0:05:21.670
但它的亲核性较弱

0:05:21.690,0:05:24.760
不擅长在质子溶剂中反应

0:05:24.770,0:05:27.500
而亲核性较弱的主要原因在于

0:05:27.520,0:05:28.970
有东西

0:05:28.990,0:05:30.310
阻止它反应

0:05:30.320,0:05:33.050
我们已经讲过亲核性强的条件啦

0:05:33.060,0:05:34.510
对于氟离子来说

0:05:34.530,0:05:37.890
主要原因就是离子体积小

0:05:37.910,0:05:40.000
它体积如此之小

0:05:40.020,0:05:43.130
使得电子十分紧密

0:05:43.150,0:05:45.970
它的电子云很密

0:05:45.990,0:05:49.050
这使得它能让水中的氢

0:05:49.070,0:05:54.280
能围绕它形成紧致的“水壳”

0:05:54.290,0:05:56.110
这些氢都带部分正电荷

0:05:56.130,0:05:59.190
它们被吸引到阴离子周围

0:05:59.210,0:06:02.040
它们在氟离子周围

0:06:02.060,0:06:05.300
形成了一个致密的外壳

0:06:05.310,0:06:08.780
所以它在质子溶液中

0:06:08.790,0:06:09.870
难以反应

0:06:09.890,0:06:16.660
因此 它不好反应

0:06:16.680,0:06:18.570
如果它能反应的话

0:06:18.590,0:06:21.940
它能形成比碘离子更强的键

0:06:21.960,0:06:24.410
它能形成比碘离子更强的键

0:06:24.430,0:06:25.630
这是主要区别

0:06:25.640,0:06:27.980
下面我们变化趋势的不同

0:06:28.000,0:06:29.110
碱性

0:06:29.120,0:06:32.080
它的强度和溶剂无关

0:06:32.090,0:06:33.940
碱性是分子、原子或离子的

0:06:33.960,0:06:36.720
热力学性质

0:06:36.730,0:06:41.870
如果只看碱性

0:06:41.890,0:06:44.280
最强的碱就是…

0:06:44.300,0:06:46.160
我直接写出氢氧根吧

0:06:46.170,0:06:47.730
它通常是

0:06:47.750,0:06:50.600
氢氧化钠或者氢氧化钾

0:06:50.620,0:06:53.660
但是如果溶解在溶剂中 比如水

0:06:53.680,0:06:57.140
钠离子和氢氧根就分离了

0:06:57.150,0:06:59.470
充当碱的其实是氢氧根

0:06:59.480,0:07:01.360
是它想贡献电子

0:07:01.370,0:07:06.220
氢氧根的碱性比氟离子强很多

0:07:06.240,0:07:08.620
而氟离子又比氯离子更碱

0:07:08.640,0:07:10.750
氯离子又比溴离子更碱

0:07:10.770,0:07:15.240
溴离子的碱性又强于碘离子

0:07:15.260,0:07:20.280
现在 你回看亲核性

0:07:20.300,0:07:25.930
有什么区别

0:07:25.950,0:07:27.780
我们发现 亲核性和溶剂息息相关

0:07:27.800,0:07:29.710
因为溶剂会影响

0:07:29.730,0:07:31.640
它们的反应速率

0:07:31.650,0:07:33.310
那么亲核性呢

0:07:33.330,0:07:35.950
质子溶剂和非质子溶剂

0:07:35.960,0:07:40.030
就不一样了

0:07:40.050,0:07:41.110
如果是质子溶剂

0:07:41.120,0:07:44.820
亲核性最强的

0:07:44.840,0:07:45.870
是碘离子

0:07:45.890,0:07:48.240
因为氢键

0:07:48.250,0:07:49.890
阻止不了什么

0:07:49.910,0:07:51.060
不会形成致密“水壳”

0:07:51.070,0:07:53.060
碘离子的电子云太大

0:07:53.080,0:07:55.010
有人觉得电子云还很松软

0:07:55.030,0:07:56.990
很容易被极化

0:07:57.000,0:07:59.090
它的电子云被吸向碳的一侧

0:07:59.110,0:08:00.330
再该干嘛干嘛

0:08:00.350,0:08:04.780
所以这时 碘离子的亲核性较强

0:08:04.800,0:08:06.840
可以说 比氢氧根强

0:08:06.850,0:08:11.010
氢氧根离子又强于氟离子

0:08:11.030,0:08:13.170
然而 在非质子溶剂中

0:08:13.190,0:08:19.730
突然之间 溶剂的影响

0:08:19.740,0:08:22.110
就不那么明显了

0:08:22.130,0:08:23.780
于是就反过来

0:08:23.790,0:08:26.230
这时 碱性就成了主导

0:08:26.240,0:08:29.520
所以在非质子溶剂中

0:08:29.530,0:08:41.290
碱性和亲核性就基本一致了

0:08:41.310,0:08:47.000
这里我标个星号

0:08:47.010,0:08:49.840
因为亲核性还有一个因素

0:08:49.860,0:08:51.090
我没有讲到

0:08:51.110,0:08:52.470
不过我马上就要讲了

0:08:52.480,0:08:54.100
在这种情况下

0:08:54.110,0:09:00.970
氢氧根比氟离子更易反应

0:09:00.990,0:09:04.560
而氟离子又比碘离子易反应

0:09:04.580,0:09:05.420
之所以

0:09:05.440,0:09:10.800
氢氧根两次都…

0:09:10.810,0:09:13.730
我的意思是 即便它也会与溶剂作用

0:09:13.750,0:09:16.070
但它还是很强的亲核试剂

0:09:16.090,0:09:19.890
因为分析氢氧根的时候

0:09:19.910,0:09:21.270
一定要想到

0:09:21.290,0:09:22.690
它有一个多余电子

0:09:22.710,0:09:24.520
分析它的话

0:09:24.540,0:09:26.610
可以想象成水没了一个H

0:09:26.630,0:09:28.430
我画一下

0:09:28.450,0:09:32.220
大家可以想象成水少了一个质子

0:09:32.240,0:09:34.190
或者失去了一个电子剩质子

0:09:34.200,0:09:36.880
所以原来 有2对孤对电子

0:09:36.890,0:09:38.700
然后现在变成了3对

0:09:38.720,0:09:42.680
这个氧有1 2 3 4 5 6

0:09:42.700,0:09:44.170
7个价电子

0:09:44.180,0:09:45.610
比中性原子多1个

0:09:45.630,0:09:46.950
所以它带一个负电荷

0:09:46.970,0:09:51.010
它已经多了一个电子

0:09:51.030,0:09:51.950
带一个负电荷了

0:09:51.970,0:09:54.870
但因为氧比氢的电负性强

0:09:54.890,0:09:56.030
它还能稍微

0:09:56.050,0:10:01.150
将氢上的电子拉过来一点

0:10:01.170,0:10:06.960
所以它的碱性非常非常强

0:10:06.970,0:10:09.340
即使水之类里的质子

0:10:09.350,0:10:11.380
会影响一点

0:10:11.390,0:10:15.070
但是它的亲核性

0:10:15.080,0:10:16.530
仍比氟离子强

0:10:16.550,0:10:18.740
如果不考虑溶剂

0:10:18.760,0:10:20.920
氢氧根是个超强碱

0:10:20.940,0:10:24.950
它也是极强的亲核试剂

0:10:24.970,0:10:28.050
下面我们来讲亲核性的最后一点

0:10:28.070,0:10:30.560
记得吗？亲核性和反应难易程度有关

0:10:30.580,0:10:34.180
假设这里有…

0:10:34.190,0:10:42.270
假设是两种氢氧化物 好吧？

0:10:42.290,0:10:47.980
假如这是个孤立的氢氧根

0:10:48.000,0:10:48.970
而这边呢

0:10:48.990,0:10:51.130
它还有其他基团

0:10:51.140,0:10:55.770
它还连着一长串

0:10:55.790,0:10:56.690
管它连着啥呢

0:10:56.710,0:10:59.000
我们来看看这两个离子

0:10:59.020,0:11:00.940
如果想判断

0:11:00.960,0:11:02.870
哪个亲核性更强

0:11:02.890,0:11:04.810
你只需记住

0:11:04.830,0:11:07.380
亲核性和反应的难易有关

0:11:07.400,0:11:08.850
它有多容易靠近其它分子

0:11:08.870,0:11:11.410
并与之发生反应

0:11:11.420,0:11:14.920
这个周围有一堆原子

0:11:14.940,0:11:16.860
反应可能很难发生

0:11:16.880,0:11:19.450
再回来看看这个图

0:11:19.470,0:11:21.780
它很难接近这个原子

0:11:21.800,0:11:23.140
我们以前从碳的角度

0:11:23.160,0:11:24.930
讲过过空间位阻效应

0:11:24.950,0:11:26.230
但还没想过亲核试剂的

0:11:26.240,0:11:27.430
空间位阻呢

0:11:27.450,0:11:29.460
先看这个亲核试剂

0:11:29.470,0:11:37.890
这个额外的电子大概很难

0:11:37.900,0:11:40.390
接近目标原子

0:11:40.400,0:11:41.490
它受到了阻碍

0:11:41.500,0:11:44.390
但是这边呢 就很灵活了

0:11:44.410,0:11:47.000
虽然参与反应的这个基团

0:11:47.020,0:11:49.050
氧有一个负电荷

0:11:49.060,0:11:49.980
有一个额外的电子

0:11:50.000,0:11:52.660
在某种程度上这两个是一样的

0:11:52.680,0:11:56.190
但是这边的离子比较小

0:11:56.210,0:11:58.110
受到的阻碍少 更容易接近目标

0:11:58.130,0:12:03.380
所以这是更好的亲核试剂

0:12:03.400,0:12:05.780
所以我不能绝对地说

0:12:05.800,0:12:09.390
在非质子溶剂中

0:12:09.400,0:12:12.140
碱性和亲核性是完全一致的

0:12:12.160,0:12:14.000
因为影响亲核性的因素

0:12:14.010,0:12:17.060
还有空间位阻效应

0:12:17.080,0:12:19.530
它会不会被环境或本身的空间位阻

0:12:19.550,0:12:21.290
妨碍反应

0:12:21.310,0:12:23.500
尽管它是个很强的碱？

0:12:23.520,0:12:25.630
如果它能成键 那么化学键一定很强

0:12:25.650,0:12:28.300
本集的中心就是

0:12:28.320,0:12:30.280
碱性和亲核性是完全不同的概念

0:12:30.290,0:12:32.490
所以才会有两个不同的名称

0:12:32.510,0:12:35.180
亲核性是指 反应进行的难易程度

0:12:35.190,0:12:37.900
和新化学键的强弱无关

0:12:37.920,0:12:40.850
而碱性表示新键的强度

0:12:40.870,0:12:42.740
反应的可能性有多大

0:12:42.760,0:12:46.300
而和反应的难易程度无关