Кіріспе

Қышқылдар мен негіздер туралы химиялық теория
HSAB – «қатты және жұмсақ (Льюис) қышқылдар мен негіздер» деген сөздердің аббревиатурасы. HSAB химияда қосылыстардың тұрақтылығын, реакция механизмдері мен жолдарын түсіндіру үшін кеңінен қолданылады. Ол химиялық түрлерге «қатты» немесе «жұмсақ», «қышқыл» немесе «негіз» деген терминдерді тағайындайды. «Қатты» – кішкентай, жоғары зарядты (зарядталу критерийі негізінен қышқылдарға, аздап негіздерге қатысты) және әлсіз поляризацияланатын түрлерге қолданылады. «Жұмсақ» – үлкен, төмен зарядты және күшті поляризацияланатын түрлерге қатысты. Теория химиялық қасиеттер мен реакцияларды анықтайтын басым факторларды түсінуге көмектесетін сапалық, сандық емес сипаттама қажет болғанда қолданылады. Бұл әсіресе көшірілмелі металл химиясында маңызды, онда лигандтар мен көшірілмелі металл иондарының салыстырмалы ретін анықтау үшін көптеген тәжірибелер жүргізілді. HSAB теориясы метатез реакцияларының өнімдерін болжауда да пайдалы. 2005 жылы жарылғыш материалдардың сезімталдығы мен тиімділігін де HSAB теориясы негізінде түсіндіруге болатыны көрсетілді. Ральф Пирсон 1960 жылдардың басында HSAB принципін бейорганикалық және органикалық реакциялық химияны біріктіру әрекеті ретінде ұсынды.

Корнблум ережесі

HSAB теориясының бір қолданылуы – Корнблум ережесі (Натан Корнблумның есімімен аталады), онда амбидентті нуклеофилдермен (екі немесе одан көп орында шабуылдай алатын нуклеофилдермен) реакция кезінде, реакция механизмі SN1 болған жағдайда, электротеріс қасиеті жоғары атом көбірек реакцияға түседі, ал SN2 реакциясында электротеріс қасиеті төмен атом реакцияға түседі. Бұл ереже (1954 жылы орнатылған) HSAB теориясынан бұрын пайда болған, бірақ HSAB тұрғысынан қарағанда, түсіндірмесі мынадай: SN1 реакциясында карбокатион (қатты қышқыл) қатты негізбен (жоғары электротерістікпен) әрекеттеседі, ал SN2 реакциясында тетравалентті көміртек (жұмсақ қышқыл) жұмсақ негіздермен әрекеттеседі. Зерттеулерге сәйкес, еркін CN− ионында электрофильдік алкилдеулер SN1 немесе SN2 механизміне және қатты немесе жұмсақ электрофильдердің қолданылуына қарамастан, көбінесе көміртек атомында жүзеге асады. HSAB принципі бойынша қатты электрофильдер үшін болжамдалған артықшылықты N шабуылы, ешқандай алкилдеуші агентпен байқалған жоқ. Изоциано қосылыстары тек өте реактивті электрофильдермен ғана түзіледі, олар белсендіру кедергісіз реакцияға түседі, себебі диффузиялық лимит жақындасады. Цианид ионының алкилдеу нәтижесін болжау үшін реакцияға қатысушы серіктердің қаттылығын емес, абсолютті жылдамдық тұрақтыларын білу қажет деп саналады.

Сын

Көптеген әртүрлі, ең қалыпты амбидентті органикалық жүйелерді қайта талдау термодинамикалық/кинетикалық бақылау органикалық қосылыстардың реакциялық қабілетін толыққанды сипаттайтынын көрсетсе, ал HSAB принципі күшін жойды және органикалық қосылыстардың амбидентті реакциялық қабілетін түсіндіруде қолданудан тоқтару керек.