Органическая химия. Методическое пособие. Цыбикова Д.Ц - 35 стр.

   Из диаграммы видно, что бензол выделяет на 36 ккал/м           2.9.1 Современное (орбитальное) представление о
(150, 72 кДж/м) меньше энергии, чем предсказывалось,          строении бензола (электронное)
следовательно, бензол на 36 ккал/м устойчивее, чем этого
следовало бы ожидать от циклогексатриена. Теплота сго-            Более детальная картина о структуре бензола представ-
рания бензола также отличается на эту величину, чем           лена на основе квантово-химических представлений теори-
ожидалось.                                                    ей гибридизации Л Полинга. Атом углерода находится во
   3. Продолжаем анализировать диаграмму. Присоедине-         втором валентном состоянии – sp2. Бензол представляет
ние моля водорода к бензолу превращает его в менее ус-        плоскую молекулу, в которой все атомы углерода и водоро-
тойчивый продукт – циклогексадиен (не ароматическую           да лежат в одной плоскости. Молекула бензола очень сим-
систему):                                                     метрична, угол связи равен 1200. Каждая орбиталь связи
                                                              имеет цилиндрическую симметрию вокруг линии, соеди-
             H2                                               няющей атомные ядра и, поэтому эти связи обозначают как
                           + 5,6 ккал/м                       σ- связи.
                  циклогексадиен
   Образование последнего происходит с поглощением
тепла, т.е. реакция эндотермична. Из диаграммы видно:
при образовании циклогексадиена из бензола выделяется
55,4 ккал/м, а энергия устойчивости – 36 ккал/м. Превра-
щение бензола в циклогексадиен идет с поглощением теп-
ла (5,6 ккал/м). Следовательно, реакция присоединения         Рис. 16 - Молекула бензола:        Рис. 17 - Молекула
идет с поглощением тепла, т.е. с разрушением ароматиче-                форма и размеры          бензола. Прерывание
ской системы бензола, поэтому для бензола характерны                                            р-орбиталей,
реакции замещения, которые протекают при комнатной                                              образующих π-связь
температуре или требуют небольшого нагрева.                       У каждого атома углерода имеются чистые р- орбитали,
   4. При помощи рентгеноструктурного анализа было по-        которые расположены перпендикулярно плоскости кольца и
казано, что углерод – углеродная связь в бензоле имеет        параллельно между собой. Каким образом перекрываются
промежуточную величину между одинарной и двойной:             эти шесть р- орбиталей? Разрешение данного вопроса дает
1,40 А0 (14,0×10-2 нм), соответственно, С-С – 1,54 А0 (15,4   ответ на тот же вопрос, который еще 50-е г.XIX столетия
×10-2 нм), С=С – 1,34 А0 (13,42×10-2 нм). Тогда автомати-     задавали Кекуле. Р- орбитали состоят из двух одинаковых
чески исчезает четвертый изомер из дизамещенного бен-         долей, одна из которых лежит выше, а другая – ниже плос-
зола в структуре Кекуле.                                      кости кольца. Каждая р- орбиталь занята одним электроном.
                                                              Р- орбитали перекрываются подобно орбиталям этилена. В
                                                              данном случае перекрывание не ограничивается только
                                                              двумя орбиталями: каждая р- орбиталь перекрывается с р-

                            74                                                              75