Estructura resonante del benceno

Estructura resonante del benceno

La estructura del benceno propuesta por Kekulé se usó de forma generalizada hasta 1945. La estructura aceptada actualmente no es resultado de nuevos descubrimientos sobre el benceno, sino que es la consecuencia de una ampliación o modificación de la teoría estructural, que corresponde al concepto de resonancia.

Las estructuras de Kekulé I y II satisfacen las condiciones para la resonancia, como podemos apreciar de inmediato: son estructuras que sólo difieren en la disposición de los electrones. El benceno es un híbrido de I y II. Puesto que I y II son exactamente equivalentes, y por tanto de igual estabilidad, contribuyen por igual al híbrido, y al ser exactamente equivalentes, la estabilización debida a la resonancia debe ser grande.

Lo desconcertante de las propiedades del benceno queda ahora aclarado. Las seis longitudes de enlace son iguales, porque las seis uniones son idénticas: de hecho, un enlace y medio cada uno, y su longitud 1.39 A, es intermedia entre la longitud de un enlace simple y la de uno doble.

Al reconocer que todos los enlaces carbono-carbono del benceno son equivalentes, desaparecen la dificultad para justificar el número de productos disustituidos isómeros: es evidente que sólo debe haber tres, de acuerdo con las pruebas experimentales.

Por tanto, el benceno consiste en un anillo formado por seis átomos de carbono con hibridación sp2, enlazados entre sí mediante enlaces. Csp2-Csp2. Cada uno de los átomos de carbono se enlaza además a un átomo de hidrógeno mediante un enlace Csp2-H1s. Todos los enlaces C-C tienen la misma longitud y todos los ángulos de enlace son de 120º. Como los átomos de carbono presentan hibridación sp2, cada átomo de carbono tiene un orbital p perpendicular al plano del anillo que se solapa con los orbítales p de los carbonos contiguos para formar un círculo de densidad electrónica por encima y por debajo del plano molecular. La representación del benceno como un hexágono regular con un círculo en el centro evoca el solapamiento cíclico de los seis orbítales 2p.

Representación de la densidad electrónica del benceno

Generalización de la aromaticidad: Regla de Hückel.

Durante muchos años se supuso que la gran energía de resonancia del benceno sería común en otros polienos cíclicos con enlaces dobles conjugados. De modo genérico se denominan anulenos todos los polienos cíclicos con enlaces simples y dobles alternados. Por ejemplo, el benceno es el anuleno de seis miembros y por tanto se le puede llamar 6anuleno. El ciclobutadieno es el 4anuleno, el ciclooctatetraeno es el 8anuleno y el ciclopentaeno

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