nucleofilisyyden

Nukleofiliyyden käsite kuvaa aineen tai ionin kykyä toimia elektroniparin luovuttajana ja hyökätä elektrofiilin kimppuun, jolloin syntyy uusi kovalenttinen sidos. Nukleofiliyden katsotaan pääasiassa kineettiseksi ominaisuudeksi: se kertoo, kuinka nopeasti reaktio etenee kyseisissä olosuhteissa. Toisin kuin perusteisuus, joka on termodynaaminen ominaisuus, nukleofilius liittyy reaktion kulkuun ja nopeuteen.

Nukleofiliyteen vaikuttavat monet tekijät. Tärkeimpiä ovat elektroniparin saatavuus ja sen jakautuminen molekyylissä, kokonaisvaraus sekä polarisaatio. Yleisesti ottaen anionit ja muut elektroniparilla varustetut molekyylit ovat usein vahvoja nukleofiilejä, erityisesti kun elektronipari on helposti käytettävissä. Steriikki esteet hidastavat reaktiota, koska ne vaikeuttavat elektrofiilin ja nukleofilin välistä lähestymistä. Lisäksi nukleofilius on riippuvainen reaktiokohtalaisista tekijöistä, kuten elektrofiilin luonteesta ja reaktiosolmukosta.

Sovellettuna huomioidaan solvent'sa tilanne. Protiset ratkaisut voivat solvoida pienemmät nukleofiilit tehokkaasti, jolloin esimerkiksi F− jää usein heikommaksi nukleofiliksi kuin I− protisissa ratkaisuissa. Aproottisissa ratkaisuissa puolestaan nukleofilius seuraa usein perusvoimia ja jännitteisiä elektroniparien luonteita, jolloin F− voi osoittautua vahvemmaksi nukleofiiliksi kuin suurempia halogeeneja vertaillessa.

Nukleofilius näkyy erityisesti SN2-reaktioissa, joissa reaktionopeus on suoraan riippuvainen sekä substraatin ja nukleofilin määrästä. SN1-reaktioissa nukleofilius vaikuttaa vähemmän, koska nopeuden rajoittava askel on carbokationin muodostuminen.

Esimerkkejä yleisistä nukleofiileistä ovat hydroksidi-ioni, alkoosi-ioni, aminiryhmät ja tiolien anionit. Vastaavasti vesi ja alkoholit ovat heikommin nukleofilejä ehdoton riippuen solvenssista.