Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
656
ROZDZIAŁ14
ZWIĄZKIAROMATYCZNE
•Strukturęhybrydybenzenumożnaprzedstawić,wpisującokrągwsześciokąt,jakwe
wzorzeIIIponiżej.
III
Sąjednakżeprzypadki,kiedymusimyuwzględniaćparyelektronówπ.Wtymcelu
należyużyćktórejśzestrukturKekulégo(IlubII),ponieważwstrukturzeKekulégo
paryelektronoweicałkowitaliczbaelektronówπsąłatwopoliczalne,podczasgdyliczba
elektronówπprzedstawionazapomocąokręgumożebyćniejednoznaczna.Jakzoba-
czymywdalszejczęścitegorozdziałuistniejąukładyzbudowanezpierścienioróżnych
wielkościachiróżnychliczbachzdelokalizowanychelektronówπ,któremożnarównież
przedstawićjakookrąg.Wprzypadkubenzenuokrągprzedstawia6elektronówπ,które
sązdelokalizowanenasześciuatomachwęglatworzącychpierścień.
•Rzeczywistacząsteczkabenzenu(przedstawionajakohybrydarezonansowaIII)jest
bardziejtrwałaniżktórakolwiekrezonansowastrukturagraniczna,ponieważdlaben-
zenumożnanarysowaćwięcejniżjednąrównoważnąstrukturęrezonansową(IiII
powyżej).
Różnicaenergiimiędzyhipotetycznymcykloheksa-1,3,5-trienem(który,gdybyistniał
miałbywyższąenergię)abenzenemjestokreślanajakoenergiarezonansuiwskazujena
dodatkowątrwałośćbenzenuspowodowanądelokalizacjąelektronów.
ĆWICZENIE14.3
Gdybybenzenbyłcykloheksa-1,3,5-trienem,wiązaniawęgiel–węgielbyłybynaprze-
mienniedługieikrótkie,tojaktotutajprzedstawiono.Jednakżerozważanieponiższych
strukturjakorezonansowychstrukturgranicznych(lubpołączenieichstrzałkązdwoma
grotami)naruszapodstawowązasadęteoriirezonansu.Wyjaśnijdlaczego.
14.6;Wyjaśnieniestrukturybenzenunapodstawieteoriiorbitali
molekularnych
Kątywalencyjnemiędzyatomamiwęglawpierścieniubenzenowymwynoszą1200.To
wskazuje,żeatomywęglamająhybrydyzacjęsp
2.Jeżelinatejpodstawiezatomówwęglasp2
zbudujemypłaskisześcioczłonowypierścień,otrzymamymodelpokazanynarys.14.3a.
Wtymmodelukażdyatomwęglamahybrydyzacjęsp
2imaorbitalpzdolnydonakłada-
niasięzorbitamipsąsiednichatomówwęgla.Jeżeliuwzględnimynajkorzystniejszenakła-
daniesiętychorbitalipwcałympierścieniuotrzymamymodelpokazanynarys.14.3b.
•Jakpamiętamyzzasadmechanikikwantowej(rozdz.1.11)liczbaorbitalimoleku-
larnychwcząsteczcejesttakasama,jakliczbaorbitaliatomowych,zktórychone
powstająoraz,żekażdyorbitalmożebyćzajętyprzezmaksymalniedwaelektrony,
oileichspinysąprzeciwne.
RYS.14.3(a)Sześćatomówwęglazhybrydyzowanychsp
2
połączonychwpierścień(każdyatomwęglajestpodstawiony
atomemwodoru).Każdyatomwęglamaorbitalp,opłatach
nadipodpłaszczyznąpierścienia.(b)Nakładaniesię
orbitalipwokółpierścieniapowodujepowstanieorbitalu
molekularnegozajmującegogórnąidolnąstronępierścienia.
(Różnicewmatematycznymznakupłatóworbitalu
niesąpokazane)
H
H
H
H
H
H
(a)
(b)
