Lämnande grupp (Kemi/Universitet)

Vad brukar utmärka en bra lämnande grupp? Vad har den för egenskaper?

Om den lämnar som negativt laddad ska den vara stabil med den negativa laddningen, tex genom att mha resonans sprida ut den eller ha den på en elektronegativ atom? Men jag ser inte problemet här...

Hur är det med syrabasegenskaper?

Menar du jag ska tänka pKa:n och jämföra (även om jag inte ver hur)? Eller tänka ngt i stil med "högt laddad drar till sig positivt , Mao en proton/Lewis syra"?

En bra lämnande grupp ska framför allt vara stabil (för då stabiliseras även övergångstillståndet, vilket ger en snabbare reaktion!). I mina ögon är följande påståenden därför i princip ekvivalenta:

$\mathrm{NH_2^-}$ är en dålig lämnande grupp;

$\mathrm{NH_2^-}$ är en mycket stark bas (kolla upp pKb!);

$\mathrm{NH_3}$ är en kass syra (vad är pKa?).

(Jämför gärna med min utläggning om jodidjonen i en annan tråd.)

Länktips: https://www.masterorganicchemistry.com/2011/04/12/what-makes-a-good-leaving-group/

oggih skrev:
En bra lämnande grupp ska framför allt vara stabil (för då stabiliseras även övergångstillståndet, vilket ger en snabbare reaktion!). I mina ögon är följande påståenden därför i princip ekvivalenta:
$\mathrm{NH_2^-}$ är en dålig lämnande grupp;
$\mathrm{NH_2^-}$ är en mycket stark bas (kolla upp pKb!);
$\mathrm{NH_3}$ är en kass syra (vad är pKa?).
(Jämför gärna med min utläggning om jodidjonen i en annan tråd.)
Länktips: https://www.masterorganicchemistry.com/2011/04/12/what-makes-a-good-leaving-group/

Mjo jag läser det men förstår det inte (alltså både i googlingar, bitar i boken (som dock kunde vara mer tydlig...), och vad du skriver). Jag vill förstår varför men gör det inte.

1. Så detta med övergångstillståndet som stabiliseras - varför stabiliseras det och reaktionen får lägre aktiveringsenergi för att nå det bara för att lämnande gruppen är bra?

2. med att jämföra pKa och pKb: hur hittar jag tex som här NH2- pKa och pKb? Jag tycker det är svårt att förstå hur man ska tänka. Om man tex har pKb för NH3 (brukar vara lätthittat eftersom den är en mer vanligt nämnd bas, åtminstone i grundböckerna jag sätt). Hur tar jag fram pKa och pKb för:

NH2-

NH3

NH4+

(och tack för jodidjonen i den andra av mina trådar, har inte kommenerat där än då jag funderar lite mer på om/vad jag ska fråga där - men tycker denna inte riktigt är samma sak, bla för att det inte är en ensam atom och hur man ska resonera då och för här är det inte både och som för jodidjonen (LG OCH nucleofil)...)

Q skrev:
Jag vill förstår varför men gör det inte.

Det här genuint svårt, så det är absolut inte konstigt om du tycker det känns rörigt nu när du lär sig det för första gången. Fortsätter du kämpa så här och ställa så här bra/insiktsfullabfrågor till oss här på PA och dina lärare, samt gör många uppgifter så kommer det säkert falla på plats till slut! :D

Av nyfikenhet: Vilken lärobok är det ni använder?

Så detta med övergångstillståndet som stabiliseras - varför stabiliseras det och reaktionen får lägre aktiveringsenergi för att nå det bara för att lämnande gruppen är bra?

I övergångstillståndet så har den lämnande gruppen delvis lämnat, och elektronparet den tar med sig har delvis överförts. Så om den lämnande gruppen är bra på att stabilisera negativa laddningar så kan man tänka sig att denna stabiliserande förmåga även hjälper till att stabilisera den partiella negativa laddningen som har uppstått i övergångstillståndet.

Se bilden på den här sidan för ett konkret exempel:

http://iverson.cm.utexas.edu/courses/310N/ReactMoviesFl05%20/SN2text.html

Kloridjone är ju som bekant bra på att stabilisera negativ laddning (relativt hög elektrogativitet och relativt stor atomradie), vilket man märker man på att den är en kass bas (vad är pKb?) och att den korresponderande syran HCl är en mycket stark syra (vad är pKa?). Därför kan man tänka sig att kloratomen även är bra på att stabilisera den partiella negativa laddningen som den har i övergångstillståndet.

Hur hittar jag tex som här NH2- pKa och pKb?

Man får leta i pKa-tabeller. Jag rekommenderar Evans pKa table (googla!).

Jag tycker det är svårt att förstå hur man ska tänka. Om man tex har pKb för NH3 (brukar vara lätthittat eftersom den är en mer vanligt nämnd bas, åtminstone i grundböckerna jag sätt). Hur tar jag fram pKa och pKb för:
NH2-
NH3
NH4+

Detta är lätt bli förvirrad över! Som du vet gäller ju

pKa(HA) + pKb(A-) = 14 (vid rumstemperatur),

så för varje pKa-värde får du ett pKb-värde "på köpet" (eller vice versa om det i något fall är lättare att få tag på pKb). Men bara ett! Så när man har något flerprotonigt gäller det att hålla tungan rätt i mun. Och ammoniak är just ett sådant exempel med två stycken relevanta protolyssteg (de två sista stegen sker i princip inte alls eftersom de ger joner med extremt instabila minusladdningar):

NH4^+ ---> NH3 ----> NH2^- [ ---> NH^(2-) ---> N^(3-)]

I min tabell kan jag exempelvis läsa av följande för det första protolyssteget:

pKa(NH4^+)=9 (helt ok syra),

vilket ger

pKb(NH3)=14-9=5 (helt ok bas).

Men vi får ingen information om det andra steget, dvs. vi vet inte hur stark syra ammoniak är, eller hur stark bas amidjonen är. Vi kan så klart gissa att något neutralt har svårare att avge vätejoner är något plusladdat, så vi förväntar oss att pKa(NH3)<pKa(NH4^+), men för att få fram exakta värden behöver vi göra ytterligare en avläsning, vilket ger oss

pKa(NH3)=38 (dvs. ammoniak är en närmast värdelös syra eftersom syrakonstanten hamnar på löjliga 10^(-38)),

vilket i sin tur även ger att

pKb(NH2^-)=14-38= -24 (dvs. amidjonen är en brutalt stark bas med en baskonstant av storleksordningen 10^24).

Jag ska fundera lite och ev frågar sen mer men ville säga TACK! svaret hjälpte mkt med flera frågor.

Ville också lägga in en länk - om ngn med samma frågor kanske tittar in.

https://www.masterorganicchemistry.com/2010/09/29/how-to-use-a-pka-table/

Med den föll lite andra bitar på plats!

--

Boken är förresten McMurry ("full edition" inte den kortare varianten). Enligt läraren har den tydligen fel i mkt, skriver reaktioner konstigt (ingen aning om varför de inte byter, känns som det lär finnas fler), förkortar både meningar så man inte förstår vad som menas helt (håller med om det på en del ställen) och reaktioner.