المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10442 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
العصبية.. المذمومة والممدوحة
2024-05-30
خطورة الغيبة وعقاب المستغيب
2024-05-30
الفرق بين الغضب والشجاعة
2024-05-30
الملائكة لا يستكبرون عن العبادة
2024-05-30
{واذكر ربك في نفسك تضرعا}
2024-05-30
الانصات والاستماع لقراءة القران
2024-05-30

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

The Stability of Benzene  
  
649   10:43 صباحاً   date: 24-1-2020
Author : LibreTexts Project
Book or Source : ................
Page and Part : .................

The High Stability of Benzene

Here, two structurally and energetically equivalent electronic structures for a stable compound are written, but no single structure provides an accurate or even an adequate representation of the true molecule. The six-membered ring in benzene is a perfect hexagon (all carbon-carbon bonds have an identical length of 1.40 Å). The cyclohexatriene contributors would be expected to show alternating bond lengths, the double bonds being shorter (1.34 Å) than the single bonds (1.54 Å). An alternative representation for benzene (circle within a hexagon) emphasizes the pi-electron delocalization in this molecule, and has the advantage of being a single diagram. In cases such as these, the electron delocalization described by resonance enhances the stability of the molecules, and compounds composed of such molecules often show exceptional stability and related properties.

Evidence for the enhanced thermodynamic stability of benzene was obtained from measurements of the heat released when double bonds in a six-carbon ring are hydrogenated (hydrogen is added catalytically) to give cyclohexane as a common product. In the following diagram cyclohexane represents a low-energy reference point. Addition of hydrogen to cyclohexene produces cyclohexane and releases heat amounting to 28.6 kcal per mole. If we take this value to represent the energy cost of introducing one double bond into a six-carbon ring, we would expect a cyclohexadiene to release 57.2 kcal per mole on complete hydrogenation, and 1,3,5-cyclohexatriene to release 85.8 kcal per mole. These heats of hydrogenation would reflect the relative thermodynamic stability of the compounds. In practice, 1,3-cyclohexadiene is slightly more stable than expected, by about 2 kcal, presumably due to conjugation of the double bonds. Benzene, however, is an extraordinary 36 kcal/mole more stable than expected. This sort of stability enhancement is now accepted as a characteristic of all aromatic compounds.

A molecular orbital description of benzene provides a more satisfying and more general treatment of "aromaticity". We know that benzene has a planar hexagonal structure in which all the carbon atoms are sp2 hybridized, and all the carbon-carbon bonds are equal in length. As shown below, the remaining cyclic array of six p-orbitals ( one on each carbon) overlap to generate six molecular orbitals, three bonding and three antibonding. The plus and minus signs shown in the diagram do not represent electrostatic charge, but refer to phase signs in the equations that describe these orbitals (in the diagram the phases are also color coded). When the phases correspond, the orbitals overlap to generate a common region of like phase, with those orbitals having the greatest overlap (e.g. π1) being lowest in energy. The remaining carbon valence electrons then occupy these molecular orbitals in pairs, resulting in a fully occupied (6 electrons) set of bonding molecular orbitals. It is this completely filled set of bonding orbitals, or closed shell, that gives the benzene ring its thermodynamic and chemical stability, just as a filled valence shell octet confers stability on the inert gases.

The Molecular Orbitals of Benzene




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .