環己烷和苯同為6個碳原子為何結構不同?

時間 2021-05-29 22:43:36

1樓:

所謂的鍵,本質上就是作用力。C-H鍵就是C原子、H原子、電子之間由於作用力保持了乙個相對穩定的狀態,而能量會改變這種狀態。環己烷和苯是一堆原子電子在一起組成穩定態的形式。

題主提到的環己烷和苯本身分子式就不同,環己烷需要脫氫才能與苯的分子式相同,所以需要能量來讓C-H鍵脫離,然後脫離的H結合形成H2會成鍵放能,這裡可能C-H斷裂的能量多,也可能H-H成鍵放出的能量多(只是舉例)所以按照這個看法,一堆原子,會在不同的能量下呈現不同的狀態,而這些狀態相對穩定,這也就是為什麼不會自動從能量高的狀態轉為能量低的狀態的原因。不過如果我們提供了合適的催化劑,就會打破穩定狀態,使其轉化。

環己烷為什麼比苯多一些H原子,而這些氫原子還沒有脫下來變成氫氣,大概就是這樣。

環己烷與笨本身分子式就不同,換個例子。

乙烯與聚乙烯。

C2H4 (CH2)n 這都是不同的原子不同的組合狀態而已。

試想我們將一堆C與H原子放在乙個密閉箱中,這些原子一定會各種組合,放出能量。

H2 CH4 石墨金剛石各種千奇百怪的有機物都有可能出現。

C+CO2 高溫生成 2CO 也就是先拆了再重組。

要問為什麼一號O原子小姐與二號O原子小姐為什麼兩女共侍乙個C先生,而還有好多C先生乙個O小姐都木有呢,無非是先遇到了,然後3人都認同了2:1的這個關係,平日裡遇到其他C先生,兩個O小姐也都沒有去私奔,不過有一天遇到了乙個C先生,很有靠山(催化劑),於是乙個O小姐就跟後來的C先生跑了,嗯也就變成了2CO,當然情況再糟糕一些就是就是C+ CO2 = CO2+C。就是兩個都被人搶跑了。

但是C先生的靠山是很傳統的人,他提倡一夫一妻,於是C只能搶走乙個O第二個帶不走,所以還是C+CO2 = 2CO 。

化學反應從原子層面看,基本不可能百分百發生反應。比如C+CO2 = 2CO,反應過後,可能還有一堆單身的C、一堆有兩個O的C、一堆有乙個O的C,但現在單身的C可能之前有兩個O,反應過後可能還會形成O2(les)

啦啦啦,我是來搞笑的,所擬匿了。

2樓:

3樓:

碳原子由原子核和六個電子組成。原子核在中心,而六個電子在核外邊,繞著核轉動。這六個電子可以粗略分為三組:

1s,2s,3p,每組各兩個。這三組電子中,叫做1s的兩個電子離原子核最近,很難出去和其他電子小夥伴組成化學鍵,所以我們可以忽視它們。剩下的四個電子叫做成鍵電子,他們通過一種叫做sp雜化軌道的軌道成鍵,構成sigma鍵。

環己烷的化學式為C6H12,每個碳原子通過sp3雜化的方法連線著周圍兩個碳原子和兩個氫原子,四個電子全都被派上前線去成鍵了,沒有其他電子可以繼續成鍵了。

下圖是環己烷的結構(椅型構象),可以看到碳原子(黑色)成了四根鍵。

而在苯(C6H6)中,任意乙個碳原子的三根化學鍵,分別與乙個氫原子和兩個相鄰的碳原子相鄰,形成乙個平面。而剩下的一根化學鍵,也就是孤電子,則只能徘徊於這個平面上下的空間,由於電子移動速度非常快,它所形成的區域稱作電子雲。當六個碳原子成環時,會發現六個碳原子的電子雲有一部分重疊。

這就是離域大π鍵的本質。大π鍵作為乙個整體,將碳原子牢牢抓住。因此,環己烷中六個碳原子不共面,而苯中六個碳原子共面(否則鍵將斷裂,使體系能量公升高,不穩定)。

這也是苯這種物質的特殊性所在。

離域大π鍵大概是這個樣子的

這也是為什麼苯的寫法變成了這樣正六邊形套乙個圓。

參考資料:

苯 ——維基百科

苯——向凱庫勒致敬

4樓:

環己烷和苯都含有6個碳原子,但環己烷含12個氫原子,苯含6個氫原子,不飽和度都不一樣哇。

碳原子一般是1個2s軌道和3個2p軌道參與成鍵。

在環己烷中,C原子採用sp3雜化,乙個C分別與2個C和2個H相連,沒有多餘的軌道,無法形成π鍵。

在苯環中,C原子採用sp2雜化,乙個C分別與2個C和1個H相連,多出來的p軌道上有乙個電子。這樣的話就有6個p軌道,6個電子,形成離域大π鍵。這種共軛效應(離域效應)會使體系的能量降低,比1,3,5-環己三烯(假如存在的話)低,所以苯環中的C-C鍵介於單鍵和雙鍵之間。

簡單來說,p軌道通常參與形成π鍵,環己烷中沒有多餘的p軌道,無法形成π鍵,只有C-Hσ鍵和C-C鍵。苯環中p軌道多多,再加上共軛效應,就很容易形成離域π鍵拉。

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