Образование ароматических ядер

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 16:13 | 07.11.2018 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Образование ароматических ядер. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

В различных реакциях образования ароматических ядер происходит довольно легко, часто с выделением теплоты. Например, экзотермически происходит преобразование циклогексадиену-1,3 в бензол:

Рисунок 1.

Н. Д. Зелинский в 1911г. установил, что с выделением теплоты происходит также преобразования циклогексена в бензол:

Рисунок 2.

В результате реакции из циклогексена с количественным выходом образуется смесь бензола и циклогексана в молярном соотношении 1: 2. Эту реакцию называют реакцией необратимого катализа. В процессе ее происходит перераспределение (диспропорционирование) одинарных и двойных связей и атомов водорода. Причем общее количество всех связей $C - C$, $C = C$, $C-H$ после реакции остается таким же, как и до реакции. Однако три изолированных двойных (этиленовых) связи в процессе реакции переходят в одну молекулу - в бензол, в цикле которого связи ароматические. Особенно интересно то, что реакция сопровождается выделением энергии, которая составляет 150 к.Дж $\cdot$ моль$^{-1}$. Это является свидетельством того, что молекула бензола за счет сопряжения трех двойных связей стабильнее молекулы, которая содержала три несопряженных двойных связи этиленового типа, то есть стабильнее молекулы циклогексатриена-1,3,5 (структура молекулы бензола, предложенная Кекуле).

При гидрировании циклогексена до циклогексана выделяется 28,6 ккал/моль энергии. Теплота гидрирования гипотетического 1,3,5-циклогексатриена с локализованными двойными связями должна быть в три раза больше и составлять 85,8 ккал/моль:

Рисунок 3.

Реальная теплота гидрирования бензола до циклогексана равна 49,8 ккал/моль:

Рисунок 4.

Общая энергия делокализации при превращении локализованного 1,3,5-циклогексатриена в реальный бензол равна примерно 63 ккал/моль. Эта величина получила название вертикальной энергии резонанса, или энергии делокализации. Соотношение между эмпирической энергией делокализации и полной энергией делокализации показано на рис. 1. Энергия делокализации характеризует термодинамическую стабильность бензола.

Рисунок 5. Энергия делокализации бензола

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Образование ароматических ядер, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.