Frage von moemoemoe, 56

Weshalb sind konjungierte Doppelbindungen energieärmer als isolierte Doppelbindungen?

siehe Frage

Antwort
von precursor, 35

Wie es bei 08/15-Verbindungen aussieht weiß ich nicht, aber ich habe nachgelesen, dass beim Benzol davon ausgegangen wird, dass die konjugierten Doppelbindungen einer ständigen Wanderung unterliegen, also „nicht an einem Ort sind“, das wird delokalisiert genannt, und ist für den energieärmeren Zustand verantwortlich.

Nachlesen kannst du das hier -->

http://www.u-helmich.de/che/Q2/orbitalmodell/orbitalmodell5.html

Zitat von dieser Webseite -->

|Weil die sechs pi-Elektronen über den ganzen Benzolring delokalisiert sind, ist dieser Zustand besonders energiearm.|

und auf dieser Webseite -->

https://www.abiweb.de/organische-chemie/aromaten-aromatische-kohlenwasserstoffe/...

Zitat von dieser Webseite -->

|Daher wurde weiter vermutet, dass die konjugierten Doppelbindungen einer ständigen Wanderung unterliegen, also „nicht an einem Ort sind“: Dies wird delokalisiert genannt, weshalb man den Kreis im Hexagon als Symbol hierfür einführte.|

Kommentar von moemoemoe ,

Sehr nett danke! Es handelt sich aber nicht um einen Ring sondern um eine normale Verbindung!

Kommentar von precursor ,

Dann kenne ich die Antwort leider nicht, sorry, vielleicht hat jemand anderes noch ne bessere Antwort.

Kommentar von PFromage ,

Es ist ein Beispiel für die allgegenwärtige Entropie: bei k.DB können sich Elektronen (Mesomerie) über einen größeren Raum verteilen (und zwar nicht nur bei Ringen wie Benzol , man kann es durchaus mit der Verteilung von Gasmolekülen in einem Raum vergleichen). Dadurch sinkt der Betrag an freier Energie und stabilisiert das Molekül. Denn um diesen Betrag müßte man das Molekül anregen, um die DB wieder an ihren Platz zu bringen und sie so zu lösen (z.B. für eine Addition).
NB: Der gleiche Effekt läßt das "Elektronengas" bei der Metallbindung entstehen, denn die erforderliche Ionisierung für das Metallgitter ist, wenn auch schwach, endotherm.

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 16

Das mußt Du wohl einfach hinnehmen. Chemische Bindungen sind eben viel komplizierter als einfach nur Striche am Papier, und deshalb haben sie manchmal Eigenschaften, die man mit den Strichen nicht erklären kann.

Daß es so ist, kannst Du relativ leicht feststellen: Vergleich z.B. 1,3-Cyclo­hexa­dien und 1,4-Cyclo­hexa­dien. Ersteres ist konjugiert, und man stellt fest, daß es stabiler ist (watschen­einfach nach­zuweisen z.B. über Verbrennungs- oder Hydrierungsenergien).

Grundsätzlich sind ja Doppelbindungen kürzer als Einfachbindungen. Bei diesen Cyclo­hexa­dienen hat die 1,4-Verbindung mehr oder minder die Längen die man erwartet, und die 1,3-Verbindung tanzt aus der Reihe: Die beiden Doppelbindungen sind eine Spur zu lang, und die Einfachbindung dazwischen ist eine Spur zu kurz. Es sieht so aus, als ob es sich um Wirk­lich­keit um Eins­komma­neun­fach­bindun­gen und Eins­komma­zwei­fach­bindun­gen handelt. ☺

Irgendwie dehnen sich also die Doppelbindungen über die dazwischen­liegen­de Einfach­bindung aus, und das Resulatat davon ist, daß die Elektro­nen mehr Platz bekommen und sich weniger abstoßen — also wird es stabiler.

Kommentar von moemoemoe ,

Ich denke nicht das dieses bei meinem Professor in der Klausur Punkte geben wird. Trozdem danke!

Antwort
von ThomasJNewton, 8

Anscheinend fragst du ja nicht auf Schülerniveau.

Daher bringe ich die Heisenbergsche Unschärfe ins Spiel. Je höher die Ortsunschärfe, desto geringer die Impulsunschärfe.
Also desto geringer die kinetische Energie.

Ein Elektron, das sich über mehrere Atome ersteckt, ist also energetisch im Vorteil.

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