Теплоты сгорания Энергия резонанса

Энергии шести орбиталей бензола можно рассчитать по методу Хюккеля с помощью двух величин, а и р. Величина а соответствует количеству энергии, которой обладает изолированная 2р-орбиталь до перекрывания, а величина р (называемая резонансным интегралом) является единицей энергии, выражающей степень стабилизации за счет я-орбитального перекрывания. Отрицательная величина р соответствует наличию стабилизации, и энергии шести орбиталей (от низшей к высшей) выражаются следующим образом а + 2р, а + р, а + р, а—р, а—р и а—2р [14]. Полная энергия трех заселенных орбиталей выражается как 6а + 8р, так как на каждой орбитали имеются по два электрона. Энергия обычной двойной связи соответствует величине а + р, так что структуры 1 или 2 имеют энергию 6а + бр. Отсюда энергия резонанса молекулы бензола выражается величиной 2р. К сожалению, не существует удобного способа расчета величины р по методу молекулярных орбиталей. Часто для бензола приводится величина около 18 ккал/моль, что составляет половину энергии резонанса, вычисленной по теплотам сгорания или гидрирования. [c.51]

С—С — 1,48 А [18]. Поскольку для простой связи С—С, не соседствующей с ненасыщенной группой, типичное межатомное расстояние равно 1,54 А (разд. 1.10), укорочение простой связи в бутадиене может служить доказательством резонанса. Однако подобное укорочение связи можно также объяснить изменениями в гибридизации (разд. 1.11). Предлагались и другие объяснения этого явления [19]. Энергия резонанса бутадиена, вычисленная по теплотам сгорания или гидрирования, составляет лишь около 4 ккал/моль такая величина вряд ли обусловлена только резонансом. Расчет по теплотам атомизации дает величины энергии резонанса 4,6 ккал/моль для 1,3-пента-диена и —0,2 ккал/моль для 1,4-пентадиена. Каждое из этих соединений имеет две двойные связи С = С, две простые связи С—С и восемь связей С—Н и, казалось бы, позволяет сравнить сопряженную и несопряженную системы тем не менее в строгом смысле эти соединения мало сравнимы. В цис-1,3-пентадиене имеются три связи зр -С—Н и пять связей —Н, а в 1,4-пентадиене — две и шесть соответствующих связей. Кроме того, в 1,4-диене обе простые связи С—С относятся к sp —5р -типу, а в 1,3-диене только одна такая связь, а другая связь С—С принадлежит к 5p —хр -типу. Поэтому вполне возможно, что некоторая доля и без того небольшой величины 4 ккал/моль является не энергией резонанса, а разностью энергий связей, имеющих различную гибридизацию [20]. [c.53]

Теоретические значения ОЕ могут быть сопоставлены с экспериментальными значениями энергии резонанса. Наиболее общий способ их вычисления состоит в сопоставлении теплот атомизации (т. е. энергии, расходуемой на превращение молекулы в изолированные атомы), полученных из экспериментов по теплотам сгорания по аддитивной схеме из усредненных значений энергий связей. [c.304]

Знаменитая в истории органической химии проб.тема строения бензола получила удовлетворительное разрешение лишь в рамках квантово-механических представлений о системе я-электронов, общей для всех шести атомов углерода бензольного кольца. Допущение о наличии в бензольной молекуле трех двойных связей вело к прямому противоречию с опытом — свойства бензола сильно отличаются от свойств предполагаемой молекулы циклогексатриена, (т. е. бензола, имеющего строение, выражаемое формулой Кекуле). Теплота сгорания теоретического циклогексатриена, вычисленная пз средних энергий связи, составляет 3473 кДж/моль, тогда как эксперимент дает для бензола 3313 кДж/моль. Разность (160 кДж/моль), так называемая энергия резонанса , достаточно убедительно свидетельствует об ошибочности формулы Кекуле. [c.164]

Разница между энергией бензола, рассчитанной с учетом обмена я-электронов, и энергией одиночной структуры Кекуле носит название энергии сопряжения, или энергии резонанса. Эта энергия может быть найдена из теплот образования, сгорания или гидрирования бензола и составляет 152 кДж. Иными словами, молекула бензола на 152 кДж беднее энергией и, следовательно, устойчивее, чем фиктивный циклогексатриен с локализованными двойными связями. [c.19]

Действительно, так как система выбирает коэффициенты в линейной комбинации функций таким образом, чтобы энергия была минимальна, привлечение нескольких состояний всегда снижает энергию. Поэтому соединения, в которых существует резонанс состояний, не укладываются в схему аддитивности энергии. Из отклонения величины энергии (например, теплоты сгорания) от аддитивности можно вычислить значение обменного интеграла между соседними р-электронами, определяющего величину энергии электронов ароматических соединений. [c.611]

Однако для этих гетероциклов и их производных типичной является спо -собность вступать в реакции электрофильного замещения нитрование, сульфирование, галогенирование, ацилирование по Фриделю — Крафтсу и даже реакцию Реймера — Тимана и сочетание с солями диазония. Величины теплот сгорания указывают на наличие значительной энергии резонансной стабилизации — 22—28 ккал/моль (92,11-10 —117,23-10 Дж/моль) это несколько меньше энергии резонанса для бензола [36 ккал/моль (150,72-10 Дж/моль) , ко гораздо больше, чем аналогичная величина для большинства сопряженных [c.1016]

Теплота сгорания бензотриазола равна 794,97 0,21 ккал/моль. Эта величина позволяет подсчитать энергию резонанса, равную 57 ккал моль [175]. Для сравнения может быть приведена теплота сгорания изомерного фенилазида, равная 817,4 ккал/моль [176]. [c.324]

Сходная картина наблюдается при сравнении значений теплот сгорания бензола, вычисленных по аддитивной схеме и найденных экспериментально Соответствующая разность оказалась равной 159 кДж/моль Таким образом, определение энергии стабилизации (резонанса) молекулы бензола двумя независимыми путями дало практически совпадающие результаты [c.69]

Энергии резонанса были измерены для некоторых небензоидных соединений (табл. 5). Теплота сгорания самого азулена не [c.28]

Соединения Теплота сгорания (газ) Энергия резонанса [c.28]

Теплота сгорания трополона равна 826 ккал/моль, и, следовательно, энергия резонанса составляет 21 ккал/моль. К этой уже значительной величине следует еще прибавить энергию напряжения с-связей, равную, возможно, 26 ккал/моль. Дополнительная стабилизация (в расчете на электрон) примерно такая же, как и в азулене. [c.30]

На основании теплот сгорания была вычислена энергия резонанса, которая оказалась для трополона равной 29 ккал/моль [c.373]

Степень ароматичности характеризуется энергией резонанса (стабилизации) чем она выше, тем больше ароматичность (стабильность) Квантово-химические расчеты по методу МО-ЛКАО Хюккеля (МОХ) являются очень приближенными, и их результаты зависят во многом от выбора параметров для гетероатомов По этой причине в литературе приводятся разные значения энергии резонанса (ЭР) для гетероциклов, рассчитанные и другими методами В таблице 26-1 даны ЭР, полученные из экспериментальных, а также вычисленных теплот сгорания, теплот гидрирования [c.891]

Сходным образом теплота сгорания циклогексатриена Кекуле (до жидкой воды), вычисленная из средних энергий связи, составляет 827 ккал моль, тогда как экспериментально определенная теплота сгорания равна 789 ккал моль, что на 38 ккал/моль меньше вычисленной для циклогексатриена. Эти 38 ккал можно назвать энергией стабилизации бензола. Их часто называют также анергией резонанса, но этот термин будет использоваться для той части стабилизации, которая является следствием делокализации электронов (см. разд. 9-7). [c.211]

Энергии стабилизации (или приближенные энергии резонанса), вычисленные из теплот сгорания некоторых ароматических углеводородов [c.222]

Энергия резонанса. Помимо энергии резонанса связей, имеющих ионный и ковалентный характер, следует учитывать энергию резонанса молекул, содержащих кратные связи. Эта энергия включается в теплоту сгорания, уменьшая последнюю по сравнению с рассчитанной (табл. 2.3). [c.55]

Энергию резонанса можно часто определить на основании теплот сгорания или гидрирования. [c.37]

Теплоты сгорания бензола, циклогексана и циклогексена в газообразном состоянии 3298,4 3946,6 и 3780,8 кДлс/моль. Рассчитайте энергию резонанса бензола. [c.23]

Рис. 9.10. Экспериментальные энергии резонанса, найденные по теплотам сгорания, в зависимости от рассчитанных хюккелевских энергий делокализацни

В этих случаях говорят о мезомерии (английская и немецкая школы) или резонансе (американская школа). Такое выравнивание связей и растекание электронов сопровождается понижением энергии образования молекулы по сравнению с энергией образования гипотетической молекулы, изображаемой крайними структурами (на языке американской школы) или формулой (в символике английской школы) без изогнутых стрелок. Действительно, поскольку энергия образования молекулы — аддитивная величина, складываюш,аяся из энергии образования связей каждого типа, ее можно для гипотетической молекулы рассчитать, а для реальной молекулы определить термохимически (например, из теплоты сгорания). Разница между этими двумя величинами называется энергией резонанса. Она [c.186]

Большинство измерений энергии резонанса основано на те-плотах сгорания, а меньшая, более точная, часть — на теплотах гидрирования. В методе сжигания энергия резонанса определяется как разность между теплотой сгорания, найденной при сжигании соединения, и расчетной величиной, равной сумме вкладов всех атомов молекулы (связанных между собой согласно наиболее устойчивой классической структуре). Эти вклады вычисляются на основе анализа результатов сжигания предлагались различные ряды значений, приводящие к существенно различным энергиям резонанса для одной и той же молекулы. Очень важно, приписывается ли двойной связи углерод — углерод одно усредненное значение или ряд значений в зависимости от характера заместителей, как в некоторых этиленах. Удовлетворительными значениями первого типа являются значения Спрингалла, Уайта, Касса [48], а второго — значения Клагеса [29]. В случае бензола и те и другие значения приводят к энергии резонанса, совпадающей с энергией резонанса, определяемой наиболее точным методом на основе теплоты гидрирования. Для всех других молекул значения Спрингалла и сотрудников и значения Клагеса приводят к разным энергиям резонанса. Для бензола сумма теплот сгорания связей на основе значений Клагеса равна 825,1 ккал/моль-, экспериментальная теплота сгорания равна 789,2 ккал/моль, откуда энергия резонанса равна 35,9 ккал/моль. Экспериментальной теплоте сгорания соответствует меньшее значение, что находится в полном соответствии с тем, что реальная молекула стабильнее гипотетической, отвечающей любой ее структурной формуле. Очень низкая точность метода сжигания обусловлена известной трудностью определе- [c.10]

В табл. 1 приведены энергии резонанса ряда бензоидных углеводородов, полученные на основании результатов сжигания 29] и усредненных констант связи Спрингалла, Уайта и Касса (в первом столбце) и при использовании тех же теплот сгорания и значений для С=С, варьирующих в зависимости от окружения двойной связи, предложенных Клагесом (второй столбец). Сравнение величин, приведенных в этих двух столбцах, выявляет исключительную чувствительность расчетов энергии резонанса к небольшим изменениям констант связей. Это в некоторой степени объясняет, почему концепция энергии резонанса, несмотря на длительные попытки окончательного упорядочения, все еще так неудовлетворительно определена и почему так много внимания было незаслуженно уделено кажущимся аномалиям [c.11]

Касс, Спрингол и Квинсей [77] определили теплоту сгорания дифенилена и вычислили чистую энергию резонанса (т. е. разницу между вычисленной энергией резонанса и энергией напряжения) она оказалась равной 22 ккал/моль. Эта величина в общем хорошо согласуется с данными, полученными при изучении химических свойств дифенилена. (Ср. обсуждение вопроса о энергии резонанса фенилциклобутадиенохинона в разделе III.) [c.84]

Соединения, в которых X = R2, называются фульвенами. Свойства родоначальника этого класса соединений, самого фульвена (VII, X = СНг), были изучены совсем недавно [4], хотя его получение из циклопентадиена и формальдегида было описано Тиле и Балхорном 50 лет назад [5]. Он полимеризуется так же легко, как циклопентадиен, но его гомологи обладаю большей устойчивостью и лучше изучены [6]. Возможно, чт устойчивость в некоторой степени обусловлена другими эффектами, например гиперконъюгацией, что иллюстрируется для диметилфульвена формулой VIII. Тем не менее имеющиеся сведения показывают, что фульвены в небольшой степени обладают ароматичностью. Так, недавние измерения теплот сгорания диметил- и дифенилфульвенов [7] дают в обоих случаях значение энергии резонанса для фульвеновой системы приблизительно 12 ккал/моль, что находится в хорошем соответствии по крайней мере с одним из теоретических предсказаний [8]. [c.114]

Среди обычных количественных критериев, используемых для определения ароматичности ненасыщенного соединения, особое место занимает так называемая энергия резонанса (ЭР). Во-первых, это количественный признак, используемый для разделения ненасыщенных соединений на ароматические и неарОхма-тические во-вторых, энергии резонанса, скорее, определяемые, чем измеряемые величины, И их значения в значительной степени зависят от гипотетического эталонного состояния, по отношению к которому их определяют. Эта зависимость от эталонного состояния может служить источником всяких недоразумений. Например, в литературе часто встречается утверждение, чго различия в значениях энергий резонанса ароматических соединений, получаемые на основании теплот гидрирования или теплот сгорания, вызваны неточностью последних. Между тем легко показать, что различие в энергиях резонанса выходят далеко за пределы границ ошибок обоих экспериментальных методов и что они вызваны принятием различных эталонных состояний для свободных от резонанса молекул. [c.216]

Эти значения взяты в основном из работы (298]. Наиболее точные значения энергий резонанса получаются из экспериментальных теплот гидрирования, хотя такие предположения, как равенство энергий для всех одиночных связей С—С, придают вычислениям энергий резонанса некоторую искусственность. Более ранние данные в ряде случаев получали из теплот сгорания, и они примерно на 10% больше приведенных в табл. 21. Другой набор наблюдаемых величин приводится в работе Клейгса [185]. См. также в [38] критический анализ данных по энергиям двойных связей, которыми следует пользоваться при вычислении энергий резонанса. [c.268]

Выше было показано, что теплота сгорания бензола на 36—38 ккал меньше, чем вычисленная для гипотетической молекулы циклогексатриена-1,3,5. Эту разность энергий называют энергией стабилизации (ЭС) бензола. Можно считать, что основная часть этой энергии обусловлена тем фактом, что я-электроны в бензоле локализованы в меньшей степени, чем следовало бы ожидать для циклогексатриена-1,3,5. Стабилизация, обусловленная делокализацией электронов, может быть названа энергией резонанса (ЭР), однако стабилизация и энергия резонанса не обязательно должны быть равными, поскольку стабилизация представляет собой суммарный результат всех эффектов, как стабилизируюш их, так и дестабилизирующих. Значения 9С, полученные изтенлот сгорания, рассчитываются обычно с помощью набора энергий связей, при получении которых пренебрегают различиями в прочности связей, обусловленными их окружением (ср. с разд. 3-6). Полагают, например, что первичные, вторичные и третичные, винильные и ацетиленовые С — Н-связи имеют одинаковые энергии простые связи С — С считаются одинаковыми независимо от того, простыми или кратными являются другие связи при рассматриваемых углеродных атомах пренебрегают различиями в энергиях MOHO-, ди-, три- или тетразамещенных двойных связей, а также часто встречающимся понижением энергий связей вследствие пространственного напряжения (см. разд. 4-5В). Энергии связей могут применяться вполне строго только для таких молекул, длины связей в которых имеют нормальную величину. Для бензола, где связи С — С имеют длину, промежуточную между длинами обычных простой и двойной связей, по-видимому, не существует общего согласия относительно того, каким образом учитывать длины связей при вычислении энергии резонанса. Однако несмотря на эти недостатки метода, энергии связей и, следовательно, энергии стабилизации можно использовать для качественных оценок значения делокализации электронов в органических молекулах. [c.221]

Теплоты стабилизации или энергии резонанса, как это было принято говорить в 30-е и 40-е годы, можно было вычислить также из теплот гидрирования, из теплот сгорания, а также полуэмпириче-ским путем из энергий связей. Результаты таких расчетов можно было сопоставить с результатами, полученными квантовохимическим путем, о котором Уэланд писал В настоящее время существует несколько методов теоретического расчета энергий резонанса углеводородов. Все они настолько грубы, что более правильно считать их просто эмпирическими методами, вообще не основанными на теории но они все же вытекают из теории и могут быть согласованы с ней. Несмотря на недостаточную строгость, они дают результаты, [c.78]

Эмпирическую энергию резонанса (ЭЭР) находят как разность между теплотой сгорания или теплотой гидрирования ароматического соединения, определяемой экспериментально, и соответствующим значением для модельной структуры, вычисляемым по аддитивной схеме как сумма вкладов отдельнызС связей [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология