nukleofilisyyden

Nukleofilisyyden käsite kuvaa kemiallista kykyä, jolla atomi tai ioni voi luovuttaa elektroniparin ja muodostaa uuden kovalenttisen sidoksen elektrofiilisen keskuksen kanssa. Nukleofili on elektroniparin luovuttaja, joka hyökkää elektrofiilisen kohteen kimppuun esimerkiksi substituutio- tai additioreaktioissa. Nukleofili on tärkeä käsite orgaanisessa ja bioorgaanisessa kemiassa, ja se ei aina yhtä kuin perusvoima, vaikka niillä voi olla yhteyksiä tietyissä tilanteissa.

Nukleofilisyyteen vaikuttavat tekijät ovat moninaiset. Tärkeimmät ovat varaus ja elektronirakenne (miten tiheä elektronipari on), polarisoituvuus sekä steriikka. Yleisesti ottaen suurempi negatiivinen varaus ja suurempi polarisoituvuus lisäävät nukleofiliutta, mutta suurempi steriikka heikentää lähestymistä elektrofiiliin. Liuottimella on merkittävä rooli: protisissa liuottimissa pienemmät, vahvasti varautuneet nukleofilit (esim. F-) ovat usein heikommin nukleofileja, koska niitä erittäinkin hyvin ympäröivät ionit haavoittavat “ulkopuolista” lähestymistä. Aprotisissa liuottimissa nukleofilius seuraa usein perusvoimaa, jolloin pienimmät ja vahvimmat nukleofilit (esim. F-) voivat olla voimakkaimpia.

Nukleofilisyyttä mitataan usein reaktio-opeuksien perusteella. Esimerkkejä ovat SN2-reaktioiden nopeudet ja additioreaktioiden asteet, jotka annetaan suhteellisesti vertailtavien standardien avulla. Nukleofilisyyden käsite eroaa perusvoimasta, mutta ne voivat korreloida tietyissä ympäristöissä; ratkaisevaa on, miten elektronipari käyttäytyy tietyissä elektrofiileissä ja liuotinjärjestelmässä. Nykytiedon mukaan nukleofilisyyden ymmärrys auttaa ennustamaan reaktiomekanismeja, reaktioiden nopeuksia sekä sidosrakenteiden muodostumista.