Benzeno – Deslocalização e substituição eletrofílica

O que mostra

Kekulé propôs ligações simples e duplas alternadas no benzeno, mas os dados não concordam. Hidrogenar o ciclo-hexeno libera 120 kJ/mol, então três ligações C=C deveriam liberar 360 kJ/mol; o benzeno libera só cerca de 208 kJ/mol, sendo uns 150 kJ/mol mais estável. As seis ligações C–C medem 139 pm, entre uma ligação simples (154 pm) e uma dupla (134 pm), e o benzeno não descora a água de bromo. Seus seis elétrons π estão deslocalizados no anel. Por isso o benzeno reage por substituição eletrofílica, que preserva o sistema deslocalizado: os elétrons π atacam um eletrófilo, forma-se um íon arênio e a perda de H⁺ restaura o anel.

Como usar

Na tela Estrutura do benzeno, escolha um Modelo e compare os comprimentos de ligação. Escolha uma molécula em Hidrogenação, preveja o ΔH e clique em Adicionar H₂ (medir ΔH) para ver o valor medido. Clique em Agitar com água de bromo para comparar ciclo-hexeno e benzeno. Na tela Substituição eletrofílica, escolha uma Reação e use Reproduzir ou Próximo passo para acompanhar as setas curvas e o perfil de energia.

Parâmetros que você pode mudar

• Tela Estrutura do benzeno, Substituição eletrofílica
• Modelo do benzeno Kekulé, Ressonância (duas estruturas de Kekulé), Sistema π deslocalizado
• Molécula hidrogenada Ciclo-hexeno, Ciclo-hexa-1,3-dieno, Benzeno
• Reação de substituição Nitração, Bromação, Alquilação de Friedel-Crafts, Acilação de Friedel-Crafts

Perguntas para explorar

1. Por que a entalpia de hidrogenação do benzeno é bem menos exotérmica que o triplo da do ciclo-hexeno?
2. Que evidências mostram que as seis ligações carbono–carbono do benzeno são iguais?
3. Por que o benzeno reage com eletrófilos por substituição e não por adição?