Benzene e aromatici

Il benzene è il composto di riferimento dell'aromaticità

Composto liquido: 6°C punto di fusione 80°C punto di ebollizione.

F. molecolare ➔ C₆H₆ ➔ alto grado di insaturazione.

Nonostante il suo alto grado di insaturazione, ci si dovrebbe aspettare reazioni tipiche di alcheni e alchini.

E invece no, il benzene non è più reattivo, infatti quando reagisce subisce una reazione di sostituzione nella quale un atomo di H viene sostituito da un altro atomo o gruppo di atomi.

Composto aromatico ➔ Prima = termine usato per indicare benzene e i suoi derivati. Oggi = termine usato per indicare che questi composti sono reattivi e inaspettatamente non reattivi verso i reagenti che attaccano alcheni e alchini.

Oppure = un composto che abbia reattività e caratteristiche strutturali analoghe a quelle del benzene.

Arene ➔ idrocarburi aromatici, in analogia con alcheni alcheni e alchini. Caposipite degli areni ➔ Benzene.

Struttura del benzene

• Tutti i carboni sono ibridati sp².
• I legami C - C sono tutti uguali.

La prima struttura fu proposta da Kekulè. La quale consiste in un ciclo a 6 estremi di C con uno ione di H legato a ciascun C, ma questi creano dannosamente pericolare e C con un'altra trivalente.

Per far sì che esso ne resti sicure, percorre le orbite dove non può fare engagement con nessuno! Nota: contiene 3 doppi legami in grado di transitarvi a vicenda con rapidità e non permette la separazione delle due figure consuete.

Kekulè considerò questa isomerizzazione come in equilibrio e fusione delle due strutture venne definita struttura di Kékulé.

Il benzene è il composto di aromaticità

Composto liquido 6°C punto di fusione 80°C punto di ebollizione.

F. molecolare ➔ C₆H₆ ➔ alto grado di insaturazione.

Nonostante il suo alto grado di insaturazione, e si dovrebbe aspettare facesse reazioni tipiche di alcheni e alchini. E invece no, il benzene non è poco reattivo, infatti quando reagisce I subisce una reazione di sostituzione nella quale un atomo di H viene sostituito da un altro atomo o gruppo di atomi.

Composto aromatico ➔ Prima = termine usato per indicare benzene + i suoi derivati. Oggi = termine usato per indicare che questi composti sono reattivi e inaspettatamente non reattivi verso i reagenti che attaccano alcheni e alchini.

Oppure = un composto che abbia reattività e caratteristiche strutturali analoghe a quelle del benzene.

Arene ➔ idrocarburo aromatico, in analoga con alcheni alcheni e alchini. Capostipite degli areni ➔ benzene.

Struttura del benzene

• Tutti i carboni sono ibridati sp².
• Legami C-C sono tutti uguali.

La prima struttura fu proposta da Kekulè. La quale consiste in un anello a 6 atomi di C con un atomo di H legato a ciascun C, ma questa era inadeguate perché il C era un atomo trivalente, per far sì che esso sia tetra valente, ciascuno delle orbite doveva contenere 3 doppi legami in grado di spostarsi avanti e indietro con rapidità tale da non permettere la separazione delle due figure consecutive.

Kekulè considerò queste interconversione come un equilibrio e ciascuna delle due strutture venne definita struttura di Kekulè.

Modello orbitale molecolare del benzene

Scheletro benzene → esagono regolare con angolo di legame C-C-C e H-C-C di 120°.

Se costruisco progetti legami e ibridato sp² e uso → ogni atomo C forma legame con idrogeno.

Con sovrapposizione di orbitali sp²-sp² → un legame σ con il adiacente e con sovrapposizione di orbitali sp² 1s.

Lunghezze tutti i legami = 139 pm.

Però il carbonio conserva anche un rimpio orbitale p non ibrido, perpendicolare all'anello e con l'elettrone.

Ce comunque di questi sei orbitali atomici p^a formano un sistema inviato di 6 π, 3 π di legame e 3 π di antilegame.

Modello di risonanza del benzene

I legami doppi possono essere frusati essendo i legami diversi.

I legami C-C sono tutti equivalenti.

Il benzene può essere rappresentato come un ibrido fra due strutture limite di risonanza e quindi.

Energia di risonanza del benzene

Un modo è rappresentare l'energia di risonanza del benzene è metterla nel confrontare il calore di idrogenazione del cicloesene e del benzene e quindi.

((_HC)) cicloesene idrogenato + H₂ negli H₃ e C = cicloesano idrogenato.

Calcolare il calore di ΔH = -119.7 kJ energia) (esotermica ed esebenza attraverso il hydrogena.

Calotte in pressione da formato di alchimia e di conversione anche di e del prodotto PV → ΔH = U + \overline{PV}.

In queste condizioni:

Il numero viene ruotato molto in funzione a ciclossano.

Il disegno esempio, in un processo isoterme.

Possiamo vedere che pure H DH -149 8 1, 34 25 -29 Fg.

La differenza tra questi due valori corrisponde E-N: di rison dil Benz.

Concetto di aromaticità → regole Huckel [4n+2]

Un composto per essere Aromatico deve:

1. Essere ciclico.
2. Possedere un orbitale 1P per ogni atomo di anello.
3. Essere planare, con le coppie orbitrienetry in comune.
4. Possedere una desaturazione di elettroni t questo da Huck _anellum guilde gmt 2.

Nomenclatura derivati del benzene

• Benzene.
• Etìlbanzene.
• Toluene.
• Stirene.
• Fenolo.
• Anilina.
• Benzaldeide.
• Acido benzoico.
• Anisolo.

Gruppo Fenile (PA) Deriva da Benzene per rimuovere di un H.

Gruppo benzile.

Derivati del benzene

Sostituente di base.

Nella nomenclatura corrente si possono usare i termini:

• Orto (1,2 disostituiti).
• Meta (1,3 disostituiti).
• Para (1,4 disostituiti).

Benzene: CH₃ NH₂ CH₃ CH₂CH₃.

1. 4 Bromo Toluene (p-Bromotoluene).
2. 3 Cloro Anilina (m-Cloroanilina).
3. 1,3 Dimetil Benzene (m-Xilene).
4. 1-Cloro-4-etilbenzene (p-Cloroetilbenzene).

Benzene polisostituiti

• Arena 2-nitrotoluene.
• 2-4-6 tribromoferrolo.
• 2 bromo 4 etil-1 nitrobenzene.

Annuleni

Idrocarburi monociclici con un'alternanza di legami singoli e doppi.

• Es: Ciclobutadiene 4-annulene.
• Benzene 6-annulene.
• Ciclotetraene 8-annulene.

Non è aromatico perché non ha numero dispari di coppie di elettroni.

Esempi di altri eterocicli aromatici e non

• Ossopropene.
• Catione ossopropenile.
• Anione ossopropenile.

Non è aromatico perché non ha un lusso pg3, singolo requisito indispesabile del numero diterale.

Aromatico: -assenza di coppie (Δ).

Anione ossopropenile non è aromatico perché ha m. pari di coppie elettroni (2).

Enanti non sono aromatici per la presenzadi un carbonio sp³.

IPA - idrocarburi policiclici aromatici

IPA - idrocarburi policiclici aromatici - contenegono ≤ 2 nuclei benzenici.

• Naftalene.
• Antracene.
• Fenantrene.
• Benzo(a)pirene.
• Coronene.

Composti eterociclici aromatici

Composti eterociclici aromatici - non sono idrocarburi, contengono uno o più atomi diversi dal C.

Atomo diverso dal C: chiamato eteroatomo.

Gli elementi comunemente presenti, sono N, O, S.

• Piridina.
• Pirrolo.
• Furano.
• Tiofene.

Piridina

Piridina - tutti gli atomi dell'anello sono ibridati sp² e ogni atomo possiede un orbitale p.

La coppia elettronica di non legame presente sull'azotoe in un orbitale sp² e non partecipa al sistema π.

Pirrolo

Pirrolo -> le coppie di elettroni: secondo ibridazione sp², si trova in un orbitale p e partecipa quindi al sistema π.

In totale -> 3 coppie elettroniche π (2 legami doppi fra C-C e 1 sull'azoto).

Furano

Furano -> sempre sp². Delle due coppie di elettroni solo quella presente nell'orbitale p partecipa al sistema π del furano, l'altra è localizzata in un orbitale ibrido sp².

Altri composti eterociclici aromatici (troppo stabili).

L'eteroatomo influenza le proprietà acido base?

pK_a = 16.

pK_a = 10.

Fenolo pK_a = 10.