Quimica

EL BENCENO Y SUS DERIVADOS

1.DESCUBRIMIENTO DEL BENCENO.

En 1825, Michael Faraday aisló un compuesto puro, de punto de ebullición de 80° C, a partir de la mezcla aceitosa que se condensaba y separaba del gas de alumbrado, combustible de los faroles o lámparas de gas. El análisis elemental indicó que poseía una relación inusual carbono hidrógeno de 1:1, lo que corresponde a la fórmulaempírica CH. Faraday denominó a este compuesto “carburo de hidrógeno”. EilhardMitscherlich sintetizó el mismo compuesto en 1834, calentando ácido benzoico, aislado de la resina de la benzoína, en presencia de cal. Igual que Faraday, encontró que la fórmula empírica era CH. También utilizó un medidor de densidades de vapor, determinando que la masa molecular era aproximadamente de 78, lo quecorrespondía a una fórmula molecular C6H6. Al derivar este nuevo compuesto de la resina de benzoína, se le denominó bencina o benceno.
En el siglo XIX se descubrieron otros muchos compuestos que parecían estar relacionados con el benceno. En ellos, la relación carbono hidrógeno también es muy baja, tienen aromas agradables y se pueden transformar en benceno o compuestos relacionados con él. A todo el grupode compuestos se les dio el nombre de aromáticos debido a su agradable olor. Cuando se empezó a investigar la estabilidad inusual de los compuestos aromáticos, la aplicación del término “aromático” ya no se daba sólo por su olor sino por su estabilidad.
2. ESTRUCTURA DEL BENCENO.
El benceno está formado por un anillo plano de seis átomos de carbono con hibridación “sp2”, de forma que cadaátomo de carbono tiene un orbital “p” sin hibridar que se solapa con los orbitales “p” vecinos y paralelos, para formar para formar seis orbitales moleculares (OM), con lóbulos por encima y por debajo del plano que forman los átomos de carbono. En estos orbitales moleculares se alojan y comparten los seis electrones pi del benceno.
El orbital molecular de mínima energía corresponde al solapamiento delos seis orbitales “p” generando un orbital molecular multicéntrico, cíclico y de geometría toroidal en el que dos electrones pi están alojados y son compartidos por los seis átomos de carbono. Estos orbitales moleculares multicéntricos y cíclicos difieren de los orbitales moleculares multicéntricos lineales presentes en el 1,3-butadieno y en el sistema alilo.
Para representar los orbitalesmoleculares del benceno, se han de seguir los siguientes principios:
* Hay seis orbitales atómicos “p” que se solapan para formar el sistema pi del benceno; por lo tanto, tienen que generarse seis orbitales moleculares.
* El orbital molecular de menor energía es completamente enlazante, con solapamiento constructivo entre todos los pares de orbitales “p” adyacentes.
* El número de nodosaumenta a medida que lo hace la energía de los orbitales moleculares.
* Los orbitales moleculares se suelen dividir de forma equitativa entre OM enlazantes y antienlazantes, aunque en algunos casos existe la posibilidad que hayan OM no enlazantes.
3. CALORES DE HIDROGENACION Y DE COMBUSTION.
El calor de hidrogenación se define como la cantidad de calor que se desprende cuando se hidrogenaun mol de un compuesto no saturado. Sus valores expresan directamente la estabilidad de un compuesto: mientras más grande sea este calor de hidrogenación menor es la estabilidad. Resulta que en la mayoría de los casos su valor está entre 28 y 30 kcal por cada doble enlace que contenga la sustancia. Lo raro se da en el benceno que arroja un calor de hidrogenación de 36 kcal menos de lo calculado,lo que significa que el benceno tiene mayor estabilidad que la estimada. El calor de combustión también tiene un valor menor a lo esperado, lo que confirma su alta estabilidad.
4. LONGITUDES DE ENLACE CARBONO CARBONO EN EL BENCENO.
En los compuestos orgánicos la distancia entre los carbonos que forman un doble enlace es de 1,34 Ǻ, aproximadamente. Por su parte, los enlaces simples son...