Строение бензола

Атомы углерода в бензоле имеют sp²-гибридизацию, образуют s-связи с тремя соседними атомами за счет гибридных орбиталей, поэтому все атомы бензола расположены в одной плоскости. Бензол очень симметричная молекула. Все атомы углерода находятся в вершинах правильного шестиугольника. Каждый угол равен 120^о. Перпендикулярно плоскости, где находятся атомы бензола, располагаются p-орбитали атомов углерода, занятые шестью электронами. В отличие от алкенов, каждая p-орбиталь в равной степени перекрывается с p-орбиталями обоих соседних атомов углерода, в результате чего каждый электрон участвует в образовании нескольких p-связей, что приводит к образованию более прочных связей и более стабильных молекул

В связи с этим термин энергия резонанса часто заменяют термином энергия делокализации.

Сравнивая теплоты гидрирования бензола, циклогексена, ди- и трициклогексена можно оценить их устойчивость:

Теплота гидрирования циклогексадиена (8) почти вдвое больше теплоты гидрирования циклогексена. Следовало бы ожи­дать, что теплота гидрирования трех двойных связей в струк­туре Кекуле должна быть равна 3(—120) кДж/моль = —360 кДж/моль. Однако в действитель­ности при гидрировании бензола выделяется только —208 кДж/моль. «Реальная» молекула бензола по термодинамической устойчивости превосходит гипотетический «циклогексатриен» на 151 кДж/моль и даже реальный циклогексадиен. Поэтому ему выгоднее вступить в реакцию замещения, чем присоединения.

Цикло-октатетраен, в отличие от бензола, не является аренном, поэтому теплота его гидрирования (- 410 кДж/моль) примерно в 4 раза больше, чем теплота гидрирования циклооктена (- 98 кДж/моль).

В связи с тем, что структурные формулы ароматических соединений часто пишут с использованием кратных связей, необходимо уметь отличать их от алифатических.

Для отнесения малознакомых соединений к ароматическим или алифатическим по «классическим» структурным формулам, необходимо знать

признаки «ароматичности»: арены – циклические соединения, плоские, имеют циклическую систему перекрывающихся p-орбиталей, на которых находится определенное число электронов (правило Хюккеля - 4n+2) – 2, 6, 10, 14 и т.д. (см.строение бензола!).

Дата добавления: 2014-10-15