Idrocarburi (16530)

Benzene C H

6 6

H H

H H

H H

I sei orbitali p possono sovrapporsi in maniere diverse, dando così luogo a strutture fra loro risonanti.

Fra queste, quelle maggiormente rappresentative sono le forme limite di Kekulé.

H H

H

H H H

I sei orbitali p possono sovrapporsi in maniere diverse, dando così luogo a strutture fra loro risonanti.

Fra queste, quelle maggiormente rappresentative sono le forme limite di Kekulé H.

H H H

H H H H

H H H

H

Le due forme sono convertibili l’una nell’altra per semplice spostamento di cariche elettriche.

H

H H H

H H H H

H H H

H energia

energia delle forme limite di Kekulé

Energia di risonanza

addizionale energia dell’ibrido di risonanza

Aromaticità

123,8 kJ/mole kJ/mole (calcolato) kJ/mole (misurato)

kJ/mole 330,1

(misurato) kJ/mole

229,7 (misurato)

206,3 119,7

La completa delocalizzazione dei sei elettroni in un unico orbitale contenente sei elettroni è rappresentata graficamente con un anello interno all’esagono ai cui vertici sono collocati i sei atomi di carbonio.

H H

H H b

H H

a

Le lunghezze dei legami C-C sono tutte uguali a 1.39 Å.

Le lunghezze dei legami C-C sono tutte uguali a 1.39 Å, intermedie fra quella dei legami semplici (1.54 Å) e quella dei legami doppi (1.34 Å).

intermedie fra quella dei legami semplici (1.54 Å) e

quella dei legami doppi (1.34 Å).

H CH3

1.54 Å

H

H CH2

1.54 Å

1.39 Å CH

1.34 Å

H

H CH2

H C H

Naftalene 10 8

I 10 carboni del naftalene sono tutti ibridati sp² e ciascuno di essi contribuisce con 1 elettrone all’aromaticità dell’idrocarburo.

a b

137 pm 142 pm 139 pm

1

2

140 pm 3 121° π

La imperfetta delocalizzazione dei 10 elettroni nell’orbitale che racchiude la struttura carboniosa del naftalene comporta distanze diverse per i carboni vicinali.

Fenantrene

Antracene

Naftalene

pirene benzopirene

Derivati alchilici del benzene

H C CHCH

CH CH CH

CH CH 3 3

3 2

2 3

metilbenzene etenilbenzene

2-propilbenzene

etilbenzene

(toluene) (stirene)

Derivati alchilici del benzene

CH CH

CH CH 3 3

3 3

CH

3 H C CH

CH 3 3

3 CH

3

1,2-dimetilbenzene 1,3-dimetilbenzene 1,3,5-trimetilbenzene

1,3,5

1,4-dimetilbenzene

(o-xilene) (m-xilene) (mesitilene)

(p-xilene)

Sostituzione elettrofila

Meccanismo generale E