მთავარი განსხვავება თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და ნუკლეოფილურ ჩანაცვლებას შორის არის ის, რომ თავისუფალი რადიკალების შემცვლელი რეაქციები მოიცავს თავისუფალ რადიკალების ქიმიურ სახეობებს, რომლებსაც აქვთ დაუწყვილებელი ელექტრონები, ხოლო ნუკლეოფილური ჩანაცვლების რეაქციები მოიცავს ნუკლეოფილებს, რომლებსაც აქვთ ელექტრონების წყვილი, რომელთა დონაცია შესაძლებელია.
თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება არის ორგანული სინთეზური ქიმიური რეაქციის ტიპი, რომლის დროსაც მოლეკულაში ერთი ატომი იცვლება სხვა ატომით ან ატომების ჯგუფით. მეორეს მხრივ, ნუკლეოფილური ჩანაცვლება არის ქიმიური რეაქციის ტიპი, სადაც ელექტრონებით მდიდარი ქიმიური კომპონენტი ცდილობს შეცვალოს ფუნქციური ჯგუფი ელექტრონის დეფიციტის მოლეკულაში.
რა არის თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება?
თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება არის ორგანული სინთეზური ქიმიური რეაქციის ტიპი, რომლის დროსაც მოლეკულაში ერთი ატომი იცვლება სხვა ატომით ან ატომების ჯგუფით. ხშირად, თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლების რეაქცია გულისხმობს ნახშირბად-წყალბადის ბმის დაშლას ალკანებში, როგორიცაა მეთანი და პროპანი. ამის შემდეგ წარმოიქმნება ახალი ბმა, რომელიც ასევე ხდება ალკილის ჯგუფებში, როგორიცაა მეთილი და ეთილი.
სურათი 01: თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება ზოგად მოლეკულაში
მაგალითად, ეთანომჟავას მოლეკულა შეიცავს მეთილის ჯგუფს. მას აქვს ნახშირბად-წყალბადის ბმა, რომელიც შეიძლება მოიქცეს ისევე, როგორც მეთანის მოლეკულებში. მაშასადამე, ის შეიძლება დაიმსხვრიოს ეთანი და შეიცვალოს სხვა მსგავსი გზით. Მაგალითად. რეაქცია მეთანსა და ქლორს შორის ულტრაიისფერი გამოსხივების თანდასწრებით.
თავისუფალი რადიკალები შეიძლება შეფასდეს, როგორც ატომები ან ატომების ჯგუფები, რომლებსაც აქვთ ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონი. ჩვეულებრივ, თავისუფალი რადიკალების შემცვლელი რეაქცია მოიცავს ამ ტიპის რადიკალებს. თავისუფალი რადიკალები წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ქიმიური ბმა თანაბრად იშლება, სადაც თითოეული ატომი იღებს ორ შემაკავშირებელ ელექტრონიდან ერთს. ჩვენ მას ჰემოლიზურ დაშლას ვუწოდებთ. როდესაც მიუთითებთ, არის თუ არა ქიმიური კომპონენტი თავისუფალი რადიკალები, ჩვენ ვიყენებთ ქიმიურ ფორმულას მიმაგრებულ წერტილს დაუწყვილებელი ელექტრონის საჩვენებლად.
რა არის ნუკლეოფილური ჩანაცვლება?
ნუკლეოფილური ჩანაცვლება არის ქიმიური რეაქციის ტიპი, სადაც ელექტრონებით მდიდარი ქიმიური კომპონენტი მიდრეკილია შეცვალოს ფუნქციური ჯგუფი ელექტრონის დეფიციტის მოლეკულაში. ელექტრონებით მდიდარ ქიმიურ სახეობას უწოდებენ ნუკლეოფილს, ხოლო ელექტრონების დეფიციტს - ელექტროფილს. ქიმიურ ნაერთს, რომელსაც აქვს ელექტროფილი და ფუნქციური ჯგუფი, ეწოდება სუბსტრატს.
სურათი 02: ნუკლეოფილური ჩანაცვლების რეაქციის მექანიზმის მაგალითი
ამ ტიპის რეაქციაში, ნუკლეოფილის ელექტრონული წყვილი მიდრეკილია შეუტიოს სუბსტრატის მოლეკულას მასთან დასაკავშირებლად. ამავდროულად, ფუნქციური ჯგუფი ტოვებს მოლეკულას. აქედან გამომდინარე, ჩვენ მას ვუწოდებთ წასვლის ჯგუფს. ეს წასული ჯგუფი მიემგზავრება ელექტრონული წყვილით. ეს რეაქცია იძლევა R-Nuc-ს, როგორც ძირითად პროდუქტს, სადაც R არის სუბსტრატის მოლეკულა, ხოლო Nuc არის ნუკლეოფილი. ზოგჯერ, ნუკლეოფილი ელექტრული ნეიტრალურია ან შეიძლება იყოს უარყოფითად დამუხტული. ანალოგიურად, სუბსტრატი ზოგჯერ ნეიტრალურია ან დადებითად დამუხტული.
მაგალითად, ალკილის ბრომიდის ჰიდროლიზი არის ნუკლეოფილური ჩანაცვლების ტიპი. ამ რეაქციაში, ნუკლეოფილი არის ჰიდროქსიდის ჯგუფი (OH-), ხოლო დამტოვებელი ჯგუფი არის ბრომიდის ანიონი (Br-). უფრო მეტიც, ამ ტიპის რეაქცია ძალზე გავრცელებულია ორგანულ ქიმიაში.
რა განსხვავებაა თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და ნუკლეოფილურ ჩანაცვლებას შორის?
თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება არის ორგანული სინთეზური ქიმიური რეაქციის ტიპი, რომლის დროსაც მოლეკულაში ერთი ატომი იცვლება სხვა ატომით ან ატომების ჯგუფით. ნუკლეოფილური ჩანაცვლება არის ქიმიური რეაქციის ტიპი, სადაც ელექტრონებით მდიდარი ქიმიური კომპონენტი ცდილობს შეცვალოს ფუნქციური ჯგუფი ელექტრონის დეფიციტის მოლეკულაში. თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და ნუკლეოფილურ ჩანაცვლებას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლების რეაქციები მოიცავს თავისუფალ რადიკალების ქიმიურ სახეობებს, რომლებსაც აქვთ დაუწყვილებელი ელექტრონები, ხოლო ნუკლეოფილური ჩანაცვლების რეაქციები მოიცავს ნუკლეოფილებს, რომლებსაც აქვთ ელექტრონების წყვილი, რომელთა დონაციაც შესაძლებელია.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა წარმოგიდგენთ განსხვავებებს თავისუფალ რადიკალების ჩანაცვლებასა და ნუკლეოფილურ ჩანაცვლებას შორის ცხრილის სახით გვერდიგვერდ შედარებისთვის.
რეზიუმე – თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლება ნუკლეოფილური ჩანაცვლების წინააღმდეგ
მთავარი განსხვავება თავისუფალი რადიკალების ჩანაცვლებასა და ნუკლეოფილურ ჩანაცვლებას შორის არის ის, რომ თავისუფალი რადიკალების შემცვლელი რეაქციები მოიცავს თავისუფალ რადიკალების ქიმიურ სახეობებს, რომლებსაც აქვთ დაუწყვილებელი ელექტრონები, ხოლო ნუკლეოფილური ჩანაცვლების რეაქციები მოიცავს ნუკლეოფილებს, რომლებსაც აქვთ ელექტრონების წყვილი, რომელთა დონაცია შესაძლებელია.
