Risonanza nei dieni coniugati
Il concetto di risonanza applicato ai dieni coniugati
Consideriamo un generico diene coniugato:
Sperimentalemente è possibile dimostrare che ha alcune caratteristiche inaspettate:
1) il legame tra il secondo e il terzo atomo di carbonio (il legame C2-C3) è leggermente più corto di un singolo legame ma più lungo di un doppio legame.
2) Il calore di idrogenazione di un diene coniugato è leggermente inferiore a quello di un diene isolato, il che fa pensare a una maggior stabilità dei dieni coniugati rispetto ai dieni isolati.
Questi fatti sperimentali fanno supporre che nei dieni coniugati possa esserci risonanza.
La risonanza è quel fenomeno che permette di rappresentare una molecola con diverse strutture che differiscano tra loro solo per una diversa disposizione degli elettroni.
Di queste strutture dette strutture limite di risonanza, nessuna rappresenta la struttura reale della molecola che è piuttosto un ibrido di risonanza fra le varie forme limite. Le strutture risonanti sono rappresentate da una freccia con due punte <—>
Tale teoria è in grado di spiegare entrambi i dati sperimentali descritti precedentemente. Vediamo perché:
1. per un diene coniugato è possibile immaginare una delocalizzazione
degli elettroni p grazie alla quale è possibile scrivere le seguenti strutture di risonanza:
In base a queste due strutture è possibile attribuire al legame tra il secondo e il terzo atomo di carbonio (C2-C3) un parziale carattere di doppio legame (notoriamente più corto di un singolo legame). Questo spiega il valore della lunghezza del legame C2-C3 riscontrata sperimentalmente.
2. La risonanza implica stabilità: essa è tanto maggiore quanto più sono le forme risonanti che è possibile scrivere e tanto più simile è la loro energia. Nei dieni coniugati pertanto la risonanza contribuisce alla stabilità della molecola. Questo spiega il minor contenuto energetico dei dieni coniugati rispetto ai corrispondenti dieni isolati e quindi la maggior stabilità e il minor valore del calore di idrogenazione.
Un altro fattore che contribuisce alla maggior stabilità dei dieni coniugati rispetto ai dieni isolati è dovuto al al fatto che nei dieni isolati le due nuvole elettroniche p dei due doppi legami sono isolate, mentre nei dieni coniugati le due nuvole elettroniche si sovrappongono delocalizzando gli elettroni dei legami π su quattro atomi di carbonio.
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