आधार और न्यूक्लियोफाइल के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि बेस हाइड्रोजन स्वीकर्ता होते हैं जो बेअसर प्रतिक्रियाएं कर सकते हैं जबकि न्यूक्लियोफाइल कुछ निश्चित कार्बनिक प्रतिक्रियाओं को शुरू करने के लिए इलेक्ट्रोफाइल पर हमला करते हैं।
रसायन विज्ञान में अम्ल और क्षार दो महत्वपूर्ण अवधारणाएँ हैं। दोनों में परस्पर विरोधी गुण हैं। एक न्यूक्लियोफाइल एक शब्द है, जिसे हम प्रतिक्रिया तंत्र और दरों का वर्णन करने के लिए कार्बनिक रसायन विज्ञान में अधिक प्रमुखता से उपयोग करते हैं। संरचनात्मक रूप से, आधार और न्यूक्लियोफाइल के बीच कोई विशिष्ट अंतर नहीं है, लेकिन कार्यात्मक रूप से वे विभिन्न कर्तव्यों का पालन करते हैं।
आधार क्या है?
हम विभिन्न वैज्ञानिकों की परिभाषा के अनुसार आधारों को कई प्रकार से परिभाषित कर सकते हैं।अरहेनियस एक आधार को एक पदार्थ के रूप में परिभाषित करता है जो समाधान के लिए OH– आयन दान करता है। लुईस के अनुसार, कोई भी इलेक्ट्रॉन दाता एक आधार है। ब्रोंस्टेड- लोरी एक आधार को एक ऐसे पदार्थ के रूप में परिभाषित करता है जो एक प्रोटॉन को स्वीकार कर सकता है। अरहेनियस परिभाषा के अनुसार, एक यौगिक में एक हाइड्रॉक्साइड आयन होना चाहिए और एक आधार होने के लिए इसे हाइड्रॉक्साइड आयन के रूप में दान करने की क्षमता होनी चाहिए।
हालांकि, लुईस और ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांतों के आधार पर, कुछ अणु ऐसे होते हैं, जिनमें हाइड्रॉक्साइड नहीं होते हैं, लेकिन वे आधार के रूप में कार्य कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, NH3 एक लुईस बेस है, क्योंकि यह नाइट्रोजन पर इलेक्ट्रॉन जोड़ी दान कर सकता है। इसी तरह, Na2CO3 हाइड्रॉक्साइड समूहों के बिना ब्रोंस्टेड-लोरी बेस है, लेकिन हाइड्रोजेन को स्वीकार करने की क्षमता रखता है।
चित्र 01: आवर्त सारणी में रासायनिक तत्व जो कठोर, नरम और मध्यवर्ती मूल यौगिक बना सकते हैं
आधारों के गुण
बेस में एक फिसलन वाला साबुन जैसा अहसास और कड़वा स्वाद होता है। वे पानी और नमक के अणु पैदा करने वाले एसिड के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करते हैं। कास्टिक सोडा, अमोनिया और बेकिंग सोडा कुछ ऐसे सामान्य आधार हैं जिनका सामना हम अक्सर करते हैं। हाइड्रॉक्साइड आयनों को अलग करने और उत्पादन करने की उनकी क्षमता के आधार पर, हम आधारों को दो श्रेणियों में वर्गीकृत कर सकते हैं। NaOH, KOH जैसे प्रबल क्षार विलयन में आयन देने के लिए पूर्ण आयनीकरण कर सकते हैं। NH3 जैसे कमजोर क्षार आंशिक रूप से अलग हो जाते हैं और कम मात्रा में हाइड्रॉक्साइड आयन देते हैं।
Kb आधार पृथक्करण स्थिरांक है। यह एक कमजोर आधार के हाइड्रॉक्साइड आयनों को खोने की क्षमता का संकेत देता है। उच्च pKa मान (13 से अधिक) वाले एसिड कमजोर एसिड होते हैं, लेकिन उनके संयुग्म आधार को मजबूत आधार माना जाता है। यह जांचने के लिए कि कोई पदार्थ आधार है या नहीं, हम लिटमस पेपर या पीएच पेपर जैसे कई संकेतकों का उपयोग कर सकते हैं। क्षारों का pH मान 7 से अधिक होता है और यह लाल लिटमस को नीला कर देता है।
न्यूक्लियोफाइल क्या है?
हम किसी भी नकारात्मक आयन या किसी भी तटस्थ अणु का नाम दे सकते हैं जिसमें न्यूक्लियोफाइल के रूप में कम से कम एक साझा इलेक्ट्रॉन जोड़ी हो। न्यूक्लियोफाइल एक ऐसा पदार्थ है जो बहुत इलेक्ट्रोपोसिटिव है, इसलिए सकारात्मक केंद्रों के साथ बातचीत करना पसंद करता है। यह एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म का उपयोग करके अभिक्रियाएँ आरंभ कर सकता है। उदाहरण के लिए, जब एक न्यूक्लियोफाइल एल्काइल हैलाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो न्यूक्लियोफाइल का अकेला जोड़ा कार्बन परमाणु पर हमला करता है जो हैलोजन को वहन करता है। कार्बन परमाणु और हैलोजन परमाणु के बीच वैद्युतीयऋणात्मकता अंतर के कारण इस कार्बन परमाणु का आंशिक धनात्मक आवेश है।
चित्र 02: न्यूक्लियोफाइल्स के साथ डाइकारबामॉयल क्लोराइड की प्रतिक्रियाएं
न्यूक्लियोफाइल कार्बन से जुड़ने के बाद, हलोजन निकल जाता है। हम इस प्रकार की प्रतिक्रियाओं को न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया कहते हैं।एक अन्य प्रकार की प्रतिक्रियाएं हैं जो न्यूक्लियोफाइल के साथ शुरू होती हैं; वे न्यूक्लियोफिलिक उन्मूलन प्रतिक्रियाएं हैं। न्यूक्लियोफिलिसिटी प्रतिक्रिया तंत्र के बारे में बताती है। इस प्रकार, यह प्रतिक्रिया दरों का एक संकेत है। उदाहरण के लिए, यदि न्यूक्लियोफिलिसिटी अधिक है, तो एक निश्चित प्रतिक्रिया तेजी से हो सकती है, और यदि न्यूक्लियोफिलिसिटी कम है, तो प्रतिक्रिया दर धीमी है। चूंकि न्यूक्लियोफाइल इलेक्ट्रॉन दान करते हैं, लुईस परिभाषा के अनुसार, वे आधार हैं।
आधार और न्यूक्लियोफाइल में क्या अंतर है?
आधार और नाभिकस्नेही के बीच मुख्य अंतर उनके कार्य पर है। आधार हाइड्रोजन स्वीकर्ता होते हैं जो उदासीन अभिक्रियाएँ कर सकते हैं जबकि न्यूक्लियोफाइल कुछ निश्चित कार्बनिक प्रतिक्रियाओं को आरंभ करने के लिए इलेक्ट्रोफाइल पर हमला करते हैं। इसलिए, यह आधार और न्यूक्लियोफाइल के बीच महत्वपूर्ण अंतर है। इसके अलावा, क्षार हाइड्रोजन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करते हैं जो तटस्थ प्रतिक्रिया कर सकते हैं जबकि न्यूक्लियोफाइल कुछ निश्चित कार्बनिक प्रतिक्रियाओं को शुरू करने के लिए इलेक्ट्रोफाइल पर हमला करते हैं।
आधार और न्यूक्लियोफाइल के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर के रूप में, हम उन रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार ले सकते हैं जिनमें वे शामिल होते हैं; क्षार अम्ल उदासीनीकरण अभिक्रियाओं में शामिल होते हैं जबकि न्यूक्लियोफाइल न्यूक्लियोफिलिक प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं। इसके अलावा, ठिकानों में एक गतिज रासायनिक प्रकृति होती है, जिसका अर्थ है कि वे उस जोखिम के आधार पर प्रतिक्रिया करते हैं जिस पर यह निर्भर करता है। हालांकि, न्यूक्लियोफाइल में थर्मोडायनामिक रासायनिक प्रकृति होती है जिसका अर्थ है कि वे पर्यावरण के भीतर अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं से प्रभावित होते हैं।
सारांश - बेस बनाम न्यूक्लियोफाइल
हर न्यूक्लियोफाइल एक बेस है, लेकिन सभी बेस न्यूक्लियोफाइल नहीं हैं। बेस और न्यूक्लियोफाइल के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि बेस हाइड्रोजन स्वीकर्ता होते हैं जो बेअसर प्रतिक्रियाएं कर सकते हैं जबकि न्यूक्लियोफाइल कुछ निश्चित कार्बनिक प्रतिक्रियाओं को शुरू करने के लिए इलेक्ट्रोफाइल पर हमला करते हैं।
