المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 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
رجوع البصرة إلى بني أمية.
2024-11-02
إمارة مصعب بن الزبير على العراق.
2024-11-02
مسنونات الاذان والاقامة
2024-11-02
خروج البصرة من يد الأمويين.
2024-11-02
البصرة في عهد الأمويين.
2024-11-02
إمارة زياد على البصرة.
2024-11-02


Aromaticity  
  
1667   06:17 مساءً   date: 10-9-2020
Author : LibreTexts Project
Book or Source : ................
Page and Part : .................

Aromaticity

Aromaticity is a property of conjugated cycloalkenes in which the stabilization of the molecule is enhanced due to the ability of the electrons in the π orbitals to delocalize. This act as a framework to create a planar molecule.

Why do we care if a compound is aromatic or not? Because we encounter aromatics every single day of our lives. Without aromatic compounds, we would not only be lacking many material necessities, our bodies would also not be able to function. Aromatic compounds are essential in industry; about 35 million tons of aromatic compounds are produced in the world every year to produce important chemicals and polymers, such as polyester and nylon. Aromatic compounds are also vital to the biochemistry of all living things. Three of the twenty amino acids used to form proteins ("the building blocks of life") are aromatic compounds and all five of the nucleotides that make up DNA and RNA sequences are all aromatic compounds. Needless to say, aromatic compounds are vital to us in many aspects.

The three general requirements for a compound to be aromatic are:
  1. The compound must be cyclic
  2. Each element within the ring must have a p-orbital that is perpendicular to the ring, hence the molecule is planar.
  3. The compound must follow Hückel's Rule (the ring has to contain 4n+2 p-orbital electrons).

Among the many distinctive features of benzene, its aromaticity is the major contributor to why it is so unreactive. This section will try to clarify the theory of aromaticity and why aromaticity gives unique qualities that make these conjugated alkenes inert to compounds such as Br2 and even hydrochloric acid. It will also go into detail about the unusually large resonance energy due to the six conjugated carbons of benzene.

dd.bmp

The delocalization of the p-orbital carbons on the sp2 hybridized carbons is what gives the aromatic qualities of benzene.

Basic Structue of Benzene

Because of the aromaticity of benzene, the resulting molecule is planar in shape with each C-C bond being 1.39 Å in length and each bond angle being 120°. You might ask yourselves how it's possible to have all of the bonds to be the same length if the ring is conjugated with both single (1.47 Å) and double (1.34 Å), but it is important to note that there are no distinct single or double bonds within the benzene. Rather, the delocalization of the ring makes each count as one and a half bonds between the carbons which makes sense because experimentally we find that the actual bond length is somewhere in between a single and double bond. Finally, there are a total of six p-orbital electrons that form the stabilizing electron clouds above and below the aromatic ring.

Benzene Structure (1).bmp

Evidence of Aromaticity: Heats of Hydrogenation

One of the ways to test the relative amounts of resonance energy in a molecule is to compare the heats of hydrogenation between similar compounds. For instance, if we compare cyclohexene, 1,3-cyclohexadiene, and benzene, we would expect that their heats of hydrogenation will increase since the number of double bonds increases respectively. However, experimental evidence suggests that the actual heat of hydrogenation for benzene is actually 49.3 kcal/mole, making it even more stable than the 1,3-cyclohexadiene even though it has two double bonds, compared to benzene's three double bonds. This characteristic can be attributed to the aromaticity of benzene which delocalizes the electrons of the six pi orbitals.

cc (1).bmp




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 .