Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
654
ROZDZIAŁ14
ZWIĄZKIAROMATYCZNE
Benzenjestniezwykłyrównieżpodinnymwzględem:jestbardziejtermodynamicznie
trwałyniżmożnawnioskowaćnapodstawiestrukturyKekulégo.Rozważmynastępujące
danetermochemiczne.
Cykloheksen,związekzsześcioczłonowympierścieniemzawierającymjednowiązanie
podwójnemożezostaćłatwouwodornionydocykloheksanu.ZmierzonawartośćΔH0dla
tejreakcjiwynosi–120kJ·mol
-1,cojestwartościąbardzopodobnądowartościuzyska-
nejdlajakiegokolwiekpodobniepodstawionegoalkenu:
+
H2
Pt
Cykloheksan
Cykloheksen
ΔHO=120
kJ·mol-1
Możemysięspodziewać,żeuwodornieniecykloheksa-1,3-dienuspowodujewydziele-
niesięok.dwukrotniewiększejilościciepłaistądmamyΔH0równeok.–240kJ·mol
–1.
Gdyprzeprowadzimytodoświadczenie,otrzymamyΔH0=–232kJ·mol
–1.Tenwynik
jestprawierównytemucoobliczyliśmy,aróżnicęmożnawyjaśnić,biorącpoduwagęfakt,
żezwiązkizawierającesprzężonewiązaniapodwójnezazwyczajtrochębardziejtrwałe,
niżtektórezawierająizolowanewiązaniapodwójne(rozdz.13.8).
+
2H2
Pt
Cykloheksan
Cykloheksa-1,3-dien
Obliczone
ΔHO=2×(120)=240
kJ·mol-1
Zmierzone
ΔHO=232
kJ·mol-1
Jeżeliwpodobnysposóbrozważymybenzenjakocykloheksa-1,3,5-trien,tomożemywyli-
czyć,żeuwodornieniebenzenupowinnowydzielićwprzybliżeniu360kJ·mol
–1[3×(–120)].
Jednakże,jeżelitodoświadczeniezostanierzeczywiściewykonanejegowynikjestzadzi-
wiającoinny.Reakcjajestegzotermiczna,alewydzielasiętylko208kJ·mol
–1.
Benzen
+
3H2
Pt
Cykloheksan
Obliczone
ΔH0=3×(120)=360
kJ·mol-1
Zmierzone
ΔH0=208
kJ·mol-1
żnica
=152
kJ·mol-1
Gdytewynikiprzedstawimywsposóbtaki,jaknarysunku14.1,tostajesięjasne,że
benzenjestowielebardziejtrwałyniżtoobliczyliśmy.Wrzeczywistościjestontrwalszy
odhipotetycznegocykloheksa-1,3,5-trienuo152kJ·mol
–1.różnicęmiędzyilością
rzeczywiściewydzielonegociepłaiciepłaobliczonegonapodstawiestrukturyKekulégo
obecnienazywasięenergiąrezonansuzwiązku.
RYS.14.1Względna
trwałośćcykloheksenu,
cykloheksa-1,3-dienu,
cykloheksa-1,3,5-trienu
(hipotetyczny)ibenzenu
Energiapotencjalna
ΔHO=120
kJ·mol-1
+H2
ΔHO=232
kJ·mol-1
Cykloheksan
+2H2
ΔHO=360
kJ·mol-1
+3H2
Benzen
ΔHO=208
kJ·mol-1
+3H2
=152kJ·mol
(stabilizacji)
rezonansu
Energia
-1