Nucleófilo

En química un nucleófilo es una especie que reacciona cediendo un par de electrones libres a otra especie (el electrófilo), combinándose y enlazándose covalentemente con ella. Un nucleófilo, concepto cinético, es también por definición una base de Lewis, concepto termodinámico. Un nucleófilo puede ser un anión o una molécula neutra con un par de electrones libres.

Los nucleofilos ambidentados son aquellos que tienen dos posibles centros de reacción. Por ejemplo el tiocianato (SCN^-).

Nucleofilia

La nucleofilia es la fuerza como nucleófilo de una especie. Es un concepto cinético, por tanto se mide comparando constantes de velocidad. En la nucleofilia influyen la carga, la basicidad, la polarizabilidad e impedimentos estéricos del nucleófilo y la naturaleza del disolvente. Intuitivamente, en general, la nucleofilia aumenta con la carga negativa, la basicidad y la polarizabilidad y disminuye por impedimento estérico y con la mayor solvatación (mejor un disolvente polar aprótico).

Para entenderlo mejor unos ejemplos:

Efecto de la carga:

HO^- > H₂O;

NH₂^- > NH₃

Efecto de la basicidad:

NH₃ > H₂O;

NH₂^- > HO^-;

CH₃S^- > Cl^-

Podemos ver en estos ejemplos como la nucleofilia disminuye hacia la derecha de la tabla periódica.

Efecto de la polarizabilidad y del disolvente:

I^- > Br^- > Cl^-

El anión yoduro con una "nube electrónica" más voluminosa es más polarizable. El anión cloruro más pequeño además es solvatado mejor por el disolvente.

El efecto de la polarizabilidad, del tamaño del átomo nucleófilo, se observa claramente en especies neutras donde el efecto de la solvatación no es tan importante como en las especies cargadas:

PH₃ > NH₃; H₂Se > H₂S > H₂O

Podemos ver con este ejemplo como la nucleofilia aumenta al descender por la tabla periódica.