¿Por qué la molécula de agua puede actuar como electrófilo y nucleófilo?

Ser un electrófilo implica tener la capacidad de absorber un electrón y es propiamente la propiedad de una parte de una molécula. Por ejemplo, un ion cargado positivamente tiene espacio para un electrón en un orbital no lleno. En el agua, por ejemplo, los átomos de oxígeno atraen los electrones que se supone que deben compartir con los átomos de hidrógeno, por lo que este hidrógeno es positivo. Esto hace que la molécula de agua sea muy polar y le permite unirse con más moléculas de agua y con otras moléculas o átomos.

Ser nucleófilo es una propiedad complementaria pero no incompatible. La capacidad de donar electrones, por ejemplo, al tener un par solitario es un ejemplo de esto.

Entonces, hay muchas moléculas que son tanto electrófilos como nucleófilos.

El agua es quizás el más simple de estos y la combinación de estos explica las muchas propiedades químicas y físicas únicas que tiene el agua, como sus puntos de fusión y ebullición.

Un nucleófilo es una especie que tiene densidad electrónica que puede ser donada. El agua tiene 2 pares solitarios de oxígeno. Uno de ellos puede ser donado fácilmente. por ejemplo en iones hidronio.

Un electrófilo carece de densidad electrónica. El enlace OH en el agua es polar. Hay una falta de densidad electrónica en los hidrógenos. Entonces, el orbital anti-enlace [math] \ sigma ^ * [/ math] puede aceptar electrones. por ejemplo, neutralizando / destruyendo especies organometálicas reactivas tales como reactivos de Grignard u reactivos de organolitio con agua.

Nota: El agua parece ser un nucleófilo más fuerte que un electrófilo.

Los pares solitarios en el átomo de O en H2O se pueden donar fácilmente para formar un enlace, por lo que el agua es un nucleófilo.

El agua no es un electrófilo: un electrófilo generalmente carece de densidad de electrones.

Su naturaleza anfipática se debe a su propia estructura. El oxígeno, que tiene pares de electrones no vinculantes, está disponible para crear un enlace covalente coordinado, permitiendo así que el agua pueda actuar como un nucleófilo. Por otro lado, la facilidad con la que la molécula de agua puede liberar uno de sus protones (que es el núcleo de los átomos de hidrógeno, ignora la posible presencia de isótopos de hidrógeno) y esto puede formar un enlace con un nucleófilo cercano, actuando aquí como un electrófilo

Creo que esto se debe a que el agua es una molécula polar. En el átomo de oxígeno, hay una ligera carga negativa, y en los átomos de hidrógeno, hay una ligera carga positiva.