1.3.3. ESTABILIDAD DEL BENCENO: CALORES DE HIDROGENACIÓN
Una de las peculiaridades del benceno (y de los compuestos aromáticos) es su gran estabilidad con respecto a la de los alquenos. Se puede obtener una medida cuantitativa de la estabilidad, determinando la cantidad de calor liberado cuando se hidrogenan el benceno y el ciclohexeno. En ambos casos se forma el mismo producto, el ciclohexano.
Si los tres dobles enlaces del benceno fueran equivalentes a tres dobles enlaces etilénicos (-C=C-), el calor liberado por hidrogenación completa en presencia de un catalizador, sería tres veces mayor que el liberado por hidrogenación del ciclohexeno.
La diferencia entre los calores de hidrogenación de un mol de benceno y tres moles de ciclohexeno, es la energía de deslocalización de electrones (energía de resonancia).
85,8-49,8= 36 Kcal/mol menos que la esperada si sus tres dobles enlaces fueran semejantes a los de los alquenos, indica que el benceno contiene 36 Kcal/mol menos que el esperado teóricamente. El benceno es un sistema conjugado cíclico estabilizado por deslocalización de electrones.
1.4. AROMATICIDAD
1.4.1. ORIGEN HISTORICO
En los inicios de la química orgánica, la palabra aromático se usaba para describir sustancias fragantes como el benzaldehído (de cerezas, durazno y almendras), el tolueno (del bálsamo de tolú) y el benceno (del destilado del carbono); por lo que se asocio la aromaticidad con los compuestos que contenían el anillo benceno. Sin embargo, pronto se comprendió que las sustancias agrupadas como aromáticas se comportaban de manera químicamente distinta de cómo lo hacen la mayoría de los otros compuestos orgánicos, por lo que la teoría moderna ha extendido el concepto de aromaticidad para incluir a sistemas policíclicos como el naftaleno, antraceno, fenantreno e incluso a ciertos cationes y aniones que poseen el número adecuado de electrones pi y que son capaces de crear formas resonantes.
1.4.2. DIFERENCIA ENTRE AROMÁTICO, NO AROMÁTICO Y ANTIAROMÁTICO
AROMATICO: si el anillo tiene una menor energía de electrones pi que la cadena abierta.
NO AROMATICO: si el anillo y la cadena tienen la misma energía de electrones pi.
ANTIAROMATICO: si el anillo tiene una energía de electrones pi superior a la de la cadena abierta.
1.4.3. REGLA DE HÜCKEL
Según el científico Alemán Erich Hückel, una molécula será aromática si tiene un sistema monociclo planar, con un orbital P en cada átomo y solo si el sistema de orbitales P contiene 4n + 2 electrones Pi donde n es un numero entero (0, 1, 2, 3,4...), es decir las moléculas que contienen 6(n=1),10(n=2),14(n=3),18(n=4)…Electrones Pi pueden ser aromáticas. Las moléculas que contienen 4n electrones Pi (4, 8, 12,16...) no pueden ser aromáticas aunque sean cíclicas y conjugadas, debido a que algunos ciclos a pesar de cumplir con la regla de Hückel son planos y los H impiden la coplanaridad del anillo, por lo tanto los orbitales p no se superponen con eficiencia y la molécula aumenta su energía.
1.4.4. CONDICIONES PARA LA AROMATICIDAD
Para que un compuesto sea aromático, y por tanto posea una elevada estabilidad termodinámica y una reactividad química diferente de la de los alquenos y polienos conjugados, debe cumplir las siguientes condiciones:
1) Su estructura debe ser cíclica y debe contener enlaces dobles conjugados.
2) Cada átomo de carbono del anillo debe presentar hibridación Sp2, u ocasionalmente Sp, con al menos un orbital p no hibridizado.
3) Los orbitales p deben solaparse para formar un anillo continuo de orbitales paralelos. La estructura debe ser plana o casi plana para que el solapamiento de los orbitales p sea efectivo.
4) Además debe cumplir la regla de Hückel.
