În compușii aromatici, legăturile carbon-carbon, după preluarea parametrilor, ocupă de obicei o poziție intermediară între legăturile C-C și C = C. Acestea diferă (în limitele acestor limite) într-o mare varietate, în urma căruia formulele multor compuși organici descriși ca sisteme cu legături alternante simple și dublu carbon-carbon au dezavantaje semnificative.
Chiar și pentru cea mai simplă hidrocarbură aromatică-benzen, o formulă cu legături simple și duble alternante
într-o serie de relații este nesatisfăcătoare. Conform acestei formule, cunoscut sub numele de formula Kekule, molecula de benzen ar trebui să aibă o axă de simetrie al treilea ordin și forma unui hexagon neregulat, deoarece lungimea obișnuită legăturii C-C este în mod tipic egal cu 1,54 A, iar lungimea unei legături duble C = C este de numai 1,32 A. de fapt, molecula de benzen are o axă de simetrie de șase ori, iar cele șase legături carbon-carbon sunt egale ca lungime 1,40 o, intermediară între lungimea și lungimea unei simple legături duble carbon-carbon.
Încercările de reconciliere a formulei Kekule cu datele experimentale, presupunând o oscilație rapidă a legăturilor
lipsa justificării fizice.
Datele disponibile în prezent fac posibilă adoptarea următoarea diagramă structura benzenului toate cele șase carbon (și șase hidrogen) atomi sunt în același plan (experimental real), iar atomii nor tt-electroni de carbon sunt perpendiculare pe planul molecular (și, prin urmare, paralele între ele) .
În Fig. 12, în timp ce electronii π sunt desemnați în mod convențional prin săgeți. Direcțiile diferite ale săgeților reflectă faptul că electronii π ai atomilor de carbon vecini diferă în rotiri. Norul fiecărui p-electron este suprapus de un nor al unui vecin pe stânga,
și cadrul unui nor al unui vecin. Această caracteristică a norului de electroni π ai inelului benzenic, care nu este reflectat în Fig. 12, A. poate fi văzut dacă modelul electronic spațial al moleculei de benzen este proiectat pe un plan (Figura 12, B). Astfel, fiecare atom de carbon al inelului benzenic este legat nu numai de cei doi vecini # 963; - dar, de asemenea, de către electronii π.
Este ușor de observat că carbonul inelului benzenic, ca și carbonul de etilenă, se află în cea de-a doua stare de valență.
Formula structurală a benzenului ar fi reprezentată logic în formă
(punctele din a doua formulă denotă p-electroni, cercul punctat în cea de-a treia formulă este norul obișnuit al electronilor π). Cu toate acestea, pentru a păstra noțiunile convenționale de carbon tetravalent, chimistul folosește formula lui Kekule, în mod clar conștientă de meritele și de degradările sale. Așa cum se poate observa din cele ce urmează, convenția admisă în majoritatea cazurilor nu este reflectată în esența chestiunii. În plus, este mai important să se păstreze formula stângă pentru imaginea compușilor aliciclici cu un inel de carbon cu șase membri.
Pentru a caracteriza legăturile individuale în compușii aromatici, se folosește adesea conceptul de multiplicitate a legăturii. Dacă se presupune pentru legătura C-C în multiplicitate etan egal cu 1, iar pentru C = C în legătură etilena - egal cu 2, apoi legăturile de multiplicitate în hidrocarburi aromatice, în general, va intermedia între 1 și 2.
Multiplicitatea legăturii depinde de lungimea și de densitatea electronilor. De exemplu, cu aceeași densitate electronică a celor două legături, multiplicitatea mai mare va avea o mai scurtă.
După ce am determinat experimental lungimea conexiunii, se poate anticipa multiplicitatea ei și, invers, prin calculul multiplicității legăturilor, se poate anticipa lungimea lor.
Relația dintre lungimile și multiplicitățile legăturilor (calculată prin metoda orbităților moleculare) este prezentată în Fig. 13, unde punctele sunt date pentru etanul (A), grafitul (B), benzenul (B), etilenă (D) și acetilenă (D).
Articole similare
-
Proprietăți chimice ale carbonului și siliciului și compușii lor
-
Concepte electronice ale legăturilor simple și multiple de carbon-carbon
Trimiteți-le prietenilor: