O que são considerados "bons" grupos de saída?

Considere uma reação de substituição nucleofílica geral.

A segunda seta sempre mostra um par de elétrons indo para o grupo de saída.

Os melhores grupos que partem "querem" esses elétrons. Eles não querem compartilhá-los com outros átomos.

Bons grupos de saída são bases fracas.

Bases fracas têm ácidos conjugados fortes. Para que possamos identificar bases fracas olhando para um #"p"K_"a"# tabela.

Cuidado: O #"p"K_"a"# valor mede a posição de um equilíbrio. Mas deixar a capacidade do grupo é baseado nas taxas de reação. Portanto, embora a correlação seja boa, não é perfeita.

Em geral, quanto mais fraca a base, melhor o grupo de saída.

Exceção: O flúor é um grupo pobre de saída.

F⁻ é um pequeno íon. Sua alta densidade de carga torna-o relativamente não polarizável. O grupo de saída precisa ser polarizável para diminuir a energia do estado de transição. Você nunca deve ver F⁻ sair em um #"S"_"N"2# reação.

Questão: Por que a água é um bom grupo de saída?
Responda#color(white)(ll)#: Não é! O íon hidrônio é o grupo de saída.

Explicação:

Considere o equilíbrio

#"R-OH ⇌ R"^"+" + underbrace("OH"^"-")_color(red)("conj. base of H"_2"O")#

A água é um ácido fraco, então o íon hidróxido é um base forte. Ele "deseja" usar seus elétrons de pares solitários para formar uma ligação covalente.

Assim, a posição de equilíbrio fica à esquerda.

Se protonarmos o álcool, teremos

#"R-"stackrelcolor(blue)(+)("O")"H"_2 ⇌ "R"^"+" + underbrace("OH"_2)_color(red)("conj. base of H"_3"O"^"+")#

A água é a base conjugada do íon hidrônio, o ácido mais forte que pode existir na água; portanto, a água é uma base fraca.

Tem pouca tendência a compartilhar seus pares de elétrons com outras espécies.

água na forma de íon hidrônio é um excelente grupo de saída.

Aqui está um vídeo sobre o que faz um bom grupo de saída.