21.8: Детальніше про стабілізаційні енергії

Last updated
Save as PDF

Page ID: 105995

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У розділі 21-3 було показано, що бензол є\(36\) -\(38 \: \text{kcal}\) більш стабільним, ніж гіпотетична молекула 1,3,5-циклогекатріен на основі відмінностей між експериментальними теплотами горіння, або гідрування, і теплотами, розрахованими на основі енергій зв'язку. Ми називаємо цю різницю енергією стабілізації (SE) бензолу. Більшу частину цієї енергетичної різниці ми пов'язували з\(\pi\) -електронною делокалізацією, яка є енергією делокалізації (ДЕ). Різниця між SE та DE буде невеликою лише в тому випадку, якщо наші таблиці енергії зв'язку надійні, а стеричні та деформаційні ефекти невеликі.

Проблема енергій зв'язку полягає в тому, що ми використовуємо енергії зв'язку, які нехтують змінами міцності зв'язку, викликаними навколишнім середовищем. Первинні, вторинні, третинні, алкенічні та алкінічні\(\ce{C_H}\) зв'язки мають рівні енергії;\(\ce{C-C}\) одиночні зв'язки приймаються рівними, незалежно від того, чи інші зв'язки з розглянутими атомами вуглецю є одиничними або множинними; і відмінності в енергія між подвійними зв'язками, які є моно-, ді-, три- або тетразаміщеними, нехтуються, як і зміни енергій зв'язку, пов'язані зі стеричним деформацією. Енергії зв'язку суворо застосовні до молекул, в яких зв'язки мають нормальну довжину. У випадку бензолу, який має\(\ce{C-C}\) зв'язки з довжиною, проміжною між нормальними одинарними та подвійними зв'язками, здається, немає чіткої згоди щодо того, як враховувати відстані зв'язку при обчисленні енергії делокалізації. Незважаючи на ці невизначеності, енергії стабілізації, здається, дають гарне якісне уявлення про важливість делокалізації електронів в органічних молекулах.

У таблицях 21-1 і 21-2 наведені енергії стабілізації для декількох речовин, які найкраще представлені у вигляді гібридних структур.

Таблиця 21-1: Енергії стабілізації (або приблизні енергії делокалізації) від нагрівань утворення деяких ароматичних сполук