Нуклеофильность галогенов


Тут пишут, что порядок реактивности таков I>Br>Cl, из за того, что чем больше радиус, тем реактивнее соединение. То есть, к примеру, I более реактивный чем Cl и будет лучше реагировать с алкилгалогенидом, однако кислота HI вроде как сильнее чем, кислота HCl, а значит I менее сильное сопряжённое основание чем Cl, значит йоду комфортнее находиться в виде аниона чем хлору, а значит хлору нужно соединиться с кем-то больше, чем йоду, следовательно порядок реактивности должен быть таким Cl>Br>I, разве нет?

1 лайк

Твои рассуждения в целом верны, за исключением того, что ты забыл учесть одну важную деталь. Начнем с того, что есть такие понятия, как жесткий/мягкий электрофильный/нуклеофильный центр. О них можно прочитать где угодно (но насколько я помню, в McMurry их не было).

(читай следующий текст только после того, как разобрался с этими понятиями)

В общем, жесткие нуклеофилы атакуют предпочтительно жесткие электрофилы, а мягкие нуклеофилы атакуют предпочтительно мягкие электрофилы. Это объясняется тем, что в случае жестких центров реакция контролируется зарядом (банально Кулоновское притяжение), а в случае мягких центров реакция контролируется орбитальным взаимодействием. Конечно, нельзя говорить, что в случае жестких центров нет орбитального взаимодействия, а в случае мягких центров нет зарядного контроля. Просто в одном случае преобладает одно, а в другом преобладает другое.

С зарядом все понятнее, а вот идею про орбитальное взаимодействие лучше раскрыть. Как известно, для хорошего перекрывания орбиталей, необходимо чтобы они были близки по энергии. Думаю, не секрет, что энергия HOMO (нуклеофила) обычно всегда ниже энергии LUMO (электрофила). Другими словами, в случае орбитального контроля, чем выше по энергии НОМО, тем лучше взаимодействие. А теперь подумай, есть ли коррелляция между уровнем энергии НОМО и размером галогенид ионов ?

Вернемся к твоему рассуждению. Твоя основная ошибка заключается в том, что когда речь идет о сравнении нуклеофильности по отношению к алкилгалогенидам, ты для сравнения использовал данные о кислотности. Однако кислотность можно использовать для сравнения только по отношению к жестким электрофилам (алкилгалогениды являются мягкими электрофилами), потому что кислотность можно интерпретировать как (грубо говоря) сродство к протону. А протон, на секундочку, жесткий электрофил.

4 лайка

Я нигде не нашёл информацию про жесткие / мягкие электрофильные/нуклеофильные центры, где можно о них почитать?