0:00:00.000,0:00:02.010
今天我們要講的是

0:00:02.030,0:00:09.680
區分開 親核性

0:00:09.700,0:00:14.280
即親核試劑的強弱

0:00:14.300,0:00:19.290
與堿性

0:00:19.300,0:00:24.030
這個差別看似很微小

0:00:24.050,0:00:25.850
實際上卻很大

0:00:25.870,0:00:27.310
一會兒我就會告訴大家爲什麽

0:00:27.330,0:00:28.540
剛學的時候容易混淆

0:00:28.550,0:00:30.600
學SN2反應的時候

0:00:30.620,0:00:32.410
反應中的親核試劑

0:00:32.430,0:00:35.030
有一個多余的電子

0:00:35.050,0:00:36.860
帶一個負電荷

0:00:36.880,0:00:42.520
就以甲基碳爲例吧

0:00:42.540,0:00:43.430
我畫出來

0:00:43.440,0:00:46.470
其中一個氫指向紙面外

0:00:46.490,0:00:48.890
還有一個氫指向紙面內

0:00:48.900,0:00:50.480
還有一個在上面

0:00:50.500,0:00:56.460
然後這裡有一個離去基團

0:00:56.480,0:00:58.350
在SN2反應中

0:00:58.360,0:01:02.390
親核試劑把這個電子給這個碳

0:01:02.410,0:01:04.100
這樣碳就帶有部分正電荷

0:01:04.130,0:01:05.000
我畫一下

0:01:05.020,0:01:09.050
離去基團的電負度更強

0:01:09.070,0:01:11.890
所以它帶部分負電荷

0:01:11.910,0:01:15.680
電子傳給碳

0:01:15.690,0:01:17.150
碳得到電子的一瞬間

0:01:17.170,0:01:18.470
或者說同時

0:01:18.480,0:01:22.410
電負度強的離去基團就可以

0:01:22.420,0:01:27.400
完全奪走碳上的這個電子

0:01:27.420,0:01:31.510
之後就變成這樣啦

0:01:31.520,0:01:33.140
甲基碳還在這兒

0:01:33.160,0:01:35.110
一個氫指在後

0:01:35.120,0:01:38.980
一個指在前 一個在上面

0:01:39.000,0:01:42.780
離去基已離去

0:01:42.790,0:01:44.910
它不但帶著原來的電子

0:01:44.920,0:01:50.000
還奪走了這個玫紅色電子

0:01:50.020,0:01:52.420
所以它現在帶一個負電荷

0:01:52.430,0:02:00.180
這個負電原本在親核試劑上

0:02:00.200,0:02:03.700
現在親核試劑連到了碳上

0:02:03.710,0:02:05.810
我舉這個例子是爲了說明

0:02:05.830,0:02:07.100
它的角色是親核試劑

0:02:07.120,0:02:08.100
它大愛原子核

0:02:08.120,0:02:10.200
它貢獻了多余的電子

0:02:10.220,0:02:17.490
同時它也是路易斯堿

0:02:17.500,0:02:18.740
下面我們來複習一下

0:02:18.750,0:02:21.340
路易斯堿 最廣泛的定義

0:02:21.360,0:02:24.280
我覺得它已經涵蓋了

0:02:24.290,0:02:25.650
所有可以稱之爲堿的東西

0:02:25.660,0:02:31.880
路易斯堿就是 電子供體

0:02:31.900,0:02:33.840
這個反應中就是這樣

0:02:33.860,0:02:37.130
親核試劑將一個電子供給碳原子

0:02:37.150,0:02:38.810
所以它的角色又是路易斯堿

0:02:38.830,0:02:40.560
第一次看到這個的你可能會問

0:02:40.570,0:02:44.080
爲什麽化學家們要這樣折磨自己

0:02:44.090,0:02:46.070
定義什麽親核試劑呢？

0:02:46.100,0:02:47.900
幹嘛不直接叫它們“堿”？

0:02:47.920,0:02:49.710
爲什麽還要用

0:02:49.730,0:02:52.740
親核性和堿性兩個概念？

0:02:52.760,0:02:54.910
它們的區別在於

0:02:54.920,0:02:59.870
親核性是一個動力學概念

0:02:59.890,0:03:02.450
即它反應速率如何？

0:03:02.470,0:03:03.990
反應有多快？

0:03:04.000,0:03:06.700
反應需要的能量少到什麽程度？

0:03:06.720,0:03:08.480
如果試劑的親核性很強

0:03:08.490,0:03:13.420
它會反應得很順利

0:03:13.430,0:03:15.890
但它不能表示

0:03:15.910,0:03:19.990
反應物或產物有多穩定

0:03:20.000,0:03:22.620
只能說明它們有多容易反應

0:03:22.640,0:03:29.740
而堿性 是一個熱力學的概念

0:03:29.750,0:03:35.780
它表示反應物和產物有多水力安定性

0:03:35.800,0:03:52.510
它說明 反應的可能性有多大

0:03:52.530,0:03:53.220
舉個例子

0:03:53.240,0:03:56.230
我們見過氟的反應

0:03:56.250,0:03:58.470
思考一下

0:03:58.490,0:04:00.390
在那個反應中

0:04:00.410,0:04:01.620
其實 應該叫氟離子

0:04:01.630,0:04:03.270
氟離子是這樣的

0:04:03.290,0:04:05.970
原子有7個價電子

0:04:05.990,0:04:08.680
然後它奪取了一個電子

0:04:08.700,0:04:10.540
變成了氟離子

0:04:10.560,0:04:14.530
氟離子也是一種堿

0:04:14.550,0:04:28.730
它的堿性甚至比碘離子還要強

0:04:28.740,0:04:31.950
但在質子溶劑中

0:04:31.970,0:04:33.090
我寫這兒

0:04:33.090,0:04:46.310
質子溶液中 親核性減弱

0:04:46.320,0:04:47.560
再次強調 質子溶液

0:04:47.580,0:04:50.200
有遊離的質子

0:04:50.210,0:04:51.550
而親核性減弱的原因是

0:04:51.570,0:04:54.770
是氟離子 它想更容易

0:04:54.780,0:04:58.170
和碳什麽的成鍵

0:04:58.190,0:04:59.990
或和質子

0:05:00.010,0:05:02.370
它比碘離子更想要

0:05:02.390,0:05:04.280
和質子成鍵

0:05:04.300,0:05:06.660
一旦如此 氟離子成的鍵

0:05:06.680,0:05:09.400
能比碘離子的強

0:05:09.420,0:05:11.300
其實離子狀態下

0:05:11.320,0:05:14.240
氟沒有碘穩定

0:05:14.260,0:05:16.820
如果氯離子能得到一個質子

0:05:16.840,0:05:18.400
或者失去一個電子

0:05:18.420,0:05:19.790
它會更滿足

0:05:19.810,0:05:21.670
但它的親核性較弱

0:05:21.690,0:05:24.760
不擅長在質子溶劑中反應

0:05:24.770,0:05:27.500
而親核性較弱的主要原因在於

0:05:27.520,0:05:28.970
有東西

0:05:28.990,0:05:30.310
阻止它反應

0:05:30.320,0:05:33.050
我們已經講過親核性強的條件啦

0:05:33.060,0:05:34.510
對於氟離子來說

0:05:34.530,0:05:37.890
主要原因就是離子體積小

0:05:37.910,0:05:40.000
它體積如此之小

0:05:40.020,0:05:43.130
使得電子十分緊密

0:05:43.150,0:05:45.970
它的電子雲很密

0:05:45.990,0:05:49.050
這使得它能讓水中的氫

0:05:49.070,0:05:54.280
能圍繞它形成緊致的“水殼”

0:05:54.290,0:05:56.110
這些氫都帶部分正電荷

0:05:56.130,0:05:59.190
它們被吸引到陰離子周圍

0:05:59.210,0:06:02.040
它們在氟離子周圍

0:06:02.060,0:06:05.300
形成了一個致密的封閉

0:06:05.310,0:06:08.780
所以它在質子溶液中

0:06:08.790,0:06:09.870
難以反應

0:06:09.890,0:06:16.660
因此 它不好反應

0:06:16.680,0:06:18.570
如果它能反應的話

0:06:18.590,0:06:21.940
它能形成比碘離子更強的鍵

0:06:21.960,0:06:24.410
它能形成比碘離子更強的鍵

0:06:24.430,0:06:25.630
這是主要區別

0:06:25.640,0:06:27.980
下面我們變化趨勢的不同

0:06:28.000,0:06:29.110
堿性

0:06:29.120,0:06:32.080
它的強度和溶劑無關

0:06:32.090,0:06:33.940
堿性是分子、原子或離子的

0:06:33.960,0:06:36.720
熱力學性質

0:06:36.730,0:06:41.870
如果只看堿性

0:06:41.890,0:06:44.280
最強的堿就是…

0:06:44.300,0:06:46.160
我直接寫出氫氧根吧

0:06:46.170,0:06:47.730
它通常是

0:06:47.750,0:06:50.600
氫氧化鈉或者氫氧化鉀

0:06:50.620,0:06:53.660
但是如果溶解在溶劑中 比如水

0:06:53.680,0:06:57.140
鈉離子和氫氧根就隔離了

0:06:57.150,0:06:59.470
充當堿的其實是氫氧根

0:06:59.480,0:07:01.360
是它想貢獻電子

0:07:01.370,0:07:06.220
氫氧根的堿性比氟離子強很多

0:07:06.240,0:07:08.620
而氟離子又比氯離子更堿

0:07:08.640,0:07:10.750
氯離子又比溴離子更堿

0:07:10.770,0:07:15.240
溴離子的堿性又強於碘離子

0:07:15.260,0:07:20.280
現在 你回看親核性

0:07:20.300,0:07:25.930
有什麽區別

0:07:25.950,0:07:27.780
我們發現 親核性和溶劑息息相關

0:07:27.800,0:07:29.710
因爲溶劑會影響

0:07:29.730,0:07:31.640
它們的反應速率

0:07:31.650,0:07:33.310
那麽親核性呢

0:07:33.330,0:07:35.950
質子溶劑和非質子溶劑

0:07:35.960,0:07:40.030
就不一樣了

0:07:40.050,0:07:41.110
如果是質子溶劑

0:07:41.120,0:07:44.820
親核性最強的

0:07:44.840,0:07:45.870
是碘離子

0:07:45.890,0:07:48.240
因爲氫鍵

0:07:48.250,0:07:49.890
阻止不了什麽

0:07:49.910,0:07:51.060
不會形成致密“水殼”

0:07:51.070,0:07:53.060
碘離子的電子雲太大

0:07:53.080,0:07:55.010
有人覺得電子雲還很松軟

0:07:55.030,0:07:56.990
很容易被極化

0:07:57.000,0:07:59.090
它的電子雲被吸向碳的一側

0:07:59.110,0:08:00.330
再該幹嘛幹嘛

0:08:00.350,0:08:04.780
所以這時 碘離子的親核性較強

0:08:04.800,0:08:06.840
可以說 比氫氧根強

0:08:06.850,0:08:11.010
氫氧根離子又強於氟離子

0:08:11.030,0:08:13.170
然而 在非質子溶劑中

0:08:13.190,0:08:19.730
突然之間 溶劑的影響

0:08:19.740,0:08:22.110
就不那麽明顯了

0:08:22.130,0:08:23.780
於是就反過來

0:08:23.790,0:08:26.230
這時 堿性就成了主導

0:08:26.240,0:08:29.520
所以在非質子溶劑中

0:08:29.530,0:08:41.290
堿性和親核性就基本一致了

0:08:41.310,0:08:47.000
這裡我標個星號

0:08:47.010,0:08:49.840
因爲親核性還有一個因素

0:08:49.860,0:08:51.090
我沒有講到

0:08:51.110,0:08:52.470
不過我馬上就要講了

0:08:52.480,0:08:54.100
在這種情況下

0:08:54.110,0:09:00.970
氫氧根比氟離子更易反應

0:09:00.990,0:09:04.560
而氟離子又比碘離子易反應

0:09:04.580,0:09:05.420
之所以

0:09:05.440,0:09:10.800
氫氧根兩次都…

0:09:10.810,0:09:13.730
我的意思是 即便它也會與溶劑作用

0:09:13.750,0:09:16.070
但它還是很強的親核試劑

0:09:16.090,0:09:19.890
因爲分析氫氧根的時候

0:09:19.910,0:09:21.270
一定要想到

0:09:21.290,0:09:22.690
它有一個多余電子

0:09:22.710,0:09:24.520
分析它的話

0:09:24.540,0:09:26.610
可以想象成水沒了一個H

0:09:26.630,0:09:28.430
我畫一下

0:09:28.450,0:09:32.220
大家可以想象成水少了一個質子

0:09:32.240,0:09:34.190
或者失去了一個電子剩質子

0:09:34.200,0:09:36.880
所以原來 有2對孤對電子

0:09:36.890,0:09:38.700
然後現在變成了3對

0:09:38.720,0:09:42.680
這個氧有1 2 3 4 5 6

0:09:42.700,0:09:44.170
7個價電子

0:09:44.180,0:09:45.610
比中性原子多1個

0:09:45.630,0:09:46.950
所以它帶一個負電荷

0:09:46.970,0:09:51.010
它已經多了一個電子

0:09:51.030,0:09:51.950
帶一個負電荷了

0:09:51.970,0:09:54.870
但因爲氧比氫的電負度強

0:09:54.890,0:09:56.030
它還能稍微

0:09:56.050,0:10:01.150
將氫上的電子拉過來一點

0:10:01.170,0:10:06.960
所以它的堿性非常非常強

0:10:06.970,0:10:09.340
即使水之類裏的質子

0:10:09.350,0:10:11.380
會影響一點

0:10:11.390,0:10:15.070
但是它的親核性

0:10:15.080,0:10:16.530
仍比氟離子強

0:10:16.550,0:10:18.740
如果不考慮溶劑

0:10:18.760,0:10:20.920
氫氧根是個超強堿

0:10:20.940,0:10:24.950
它也是極強的親核試劑

0:10:24.970,0:10:28.050
下面我們來講親核性的最後一點

0:10:28.070,0:10:30.560
記得嗎？親核性和反應難易程度有關

0:10:30.580,0:10:34.180
假設這裡有…

0:10:34.190,0:10:42.270
假設是兩種氫氧化物 好吧？

0:10:42.290,0:10:47.980
假如這是個孤立的氫氧根

0:10:48.000,0:10:48.970
而這邊呢

0:10:48.990,0:10:51.130
它還有其他基團

0:10:51.140,0:10:55.770
它還連著一長串

0:10:55.790,0:10:56.690
管它連著啥呢

0:10:56.710,0:10:59.000
我們來看看這兩個離子

0:10:59.020,0:11:00.940
如果想判斷

0:11:00.960,0:11:02.870
哪個親核性更強

0:11:02.890,0:11:04.810
你只需記住

0:11:04.830,0:11:07.380
親核性和反應的難易有關

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
並與之發生反應

0:11:11.420,0:11:14.920
這個周圍有一堆原子

0:11:14.940,0:11:16.860
反應可能很難發生

0:11:16.880,0:11:19.450
再回來看看這個圖

0:11:19.470,0:11:21.780
它很難接近這個原子

0:11:21.800,0:11:23.140
我們以前從碳的角度

0:11:23.160,0:11:24.930
講過過空間位阻效應

0:11:24.950,0:11:26.230
但還沒想過親核試劑的

0:11:26.240,0:11:27.430
空間位阻呢

0:11:27.450,0:11:29.460
先看這個親核試劑

0:11:29.470,0:11:37.890
這個額外的電子大概很難

0:11:37.900,0:11:40.390
接近目標原子

0:11:40.400,0:11:41.490
它受到了障礙

0:11:41.500,0:11:44.390
但是這邊呢 就很靈活了

0:11:44.410,0:11:47.000
雖然參與反應的這個基團

0:11:47.020,0:11:49.050
氧有一個負電荷

0:11:49.060,0:11:49.980
有一個額外的電子

0:11:50.000,0:11:52.660
在某種程度上這兩個是一樣的

0:11:52.680,0:11:56.190
但是這邊的離子比較小

0:11:56.210,0:11:58.110
受到的障礙少 更容易接近目標

0:11:58.130,0:12:03.380
所以這是更好的親核試劑

0:12:03.400,0:12:05.780
所以我不能絕對地說

0:12:05.800,0:12:09.390
在非質子溶劑中

0:12:09.400,0:12:12.140
堿性和親核性是完全一致的

0:12:12.160,0:12:14.000
因爲影響親核性的因素

0:12:14.010,0:12:17.060
還有空間位阻效應

0:12:17.080,0:12:19.530
它會不會被環境或本身的空間位阻

0:12:19.550,0:12:21.290
妨礙反應

0:12:21.310,0:12:23.500
盡管它是個很強的堿？

0:12:23.520,0:12:25.630
如果它能成鍵 那麽化學鍵一定很強

0:12:25.650,0:12:28.300
本集的中心就是

0:12:28.320,0:12:30.280
堿性和親核性是完全不同的概念

0:12:30.290,0:12:32.490
所以才會有兩個不同的名稱

0:12:32.510,0:12:35.180
親核性是指 反應進行的難易程度

0:12:35.190,0:12:37.900
和新化學鍵的強弱無關

0:12:37.920,0:12:40.850
而堿性表示新鍵的強度

0:12:40.870,0:12:42.740
反應的可能性有多大

0:12:42.760,0:12:46.300
而和反應的難易程度無關