Dopo aver suddiviso le diverse molecole in base alla classe di appartenenza (ammine, con Nsp3 > piridine, con Nsp2, e aniline) si ordinano i diversi composti all'interno di una stessa classe.
A questo punto entrano in gioco gli effetti induttivi
(+/- I) e quelli mesomerici o coniugativi (o di risonanza, +/- M): i sostituenti
che esercitano un effetto elettron - donatore tendono ad aumentare la densità
elettronica sull'atomo di azoto il quale quindi risulterà più
"disponibile" ad acquistare uno ione H+ rendendo la base
più forte, mentre i sostituenti elettron - attrattori tendono ad abbassarla
rendendo la base più debole. Nelle ammine alifatiche possono agire solo gli
effetti induttivi mentre nelle ammine aromatiche sono importanti anche e
soprattutto gli effetti mesomerici in quanto essi agiscono attraverso i sistemi di legami p-greco coniugati.
Molto importante è la posizione relativa. Ad es. il nitrogruppo, che esercita
un potente effetto mesomerico elettron - attrattore, agisce
più efficacemente (in senso negativo) se posto in posizione orto o
para rispetto al gruppo -NH2; allo stesso modo il gruppo metossi,
che esercita un importante effetto mesomerico elettron - donatore, agisce
più efficacemente (in senso positivo) se posto in posizione orto o
para rispetto al gruppo -NH2. Per cui:
para-metossi-anilina > meta-metossi-anilina >
anilina > meta-nitro-anilina > para-nitro-anilina.
La forza relativa tra
molecole basiche si stabilisce anche in base alla maggiore o minore
stabilità della base coniugata. Ricordiamo infatti che vale ciò afferma la
Teoria di Bronsted, ossia che una base è tanto più forte quanto
più debole (e quindi più stabile) il suo acido coniugato.
Ad es. l'imidazolo e la
guanidina sono due basi molto forti (e molto più forti della piridina) in quanto
i loro acidi coniugati sono ibridi di risonanza:
mentre
Per cui:
guanidina >
imidazolo >>> piridina
Anche il solvente gioca
un ruolo chiave! Questo perché i valori della Kb (che indica la forza di una
base) vengono misurati in mezzo acquoso, quindi, maggiore è il numero di Legami
Idrogeno (Vedi VIDEO in basso) che l'acido coniugato potrà formare con le molecole di H2O,
più esso risulterà stabile e quindi più forte sarà la base. Significativo è il
caso delle ammine alifatiche. In base agli effetti + I dei gruppi alchilici, le
ammine terziarie dovrebbero risultare più forti di quelle secondarie e queste, a
loro volta, più forti delle primarie; tuttavia, in base al numero di legami a
ponte tra acido coniugato e solvente, le ammine primarie dovrebbero risultare
più forti delle secondarie e queste delle terziarie:
Risultato, tra i due
litiganti il terzo gode, e le ammine alifatiche secondarie sono le più forti!
VIDEO: Legame Idrogeno in azione (nascita di un fiocco di neve)
VIDEO: Legame Idrogeno in azione (nascita di un fiocco di neve)
