Razlika med benzenom in cikloheksanom

2024 Avtor: Alex Aldridge | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 13:49

Ključna razlika med benzenom in cikloheksanom je, da je benzen aromatska spojina, medtem ko je cikloheksan nearomatska spojina.

Znanstvenik Kekule je odkril strukturo benzena leta 1872. Zaradi aromatičnosti se benzen razlikuje od drugih alifatskih spojin. Tako je to ločeno študijsko področje organske kemije. Po drugi strani, čeprav ima cikloheksan podobno obliko kot benzen, ni aromatičen. Cikloheksan je nasičen alkan, ki ima drugačne lastnosti kot benzen.

Kaj je benzen?

Benzen ima le atome ogljika in vodika, ki so razporejeni tako, da tvorijo planarno strukturo. Ima molekulsko formulo C₆H_{6. Njegova struktura in nekatere pomembne lastnosti so naslednje.}

• Benzen je brezbarvna tekočina s sladkim vonjem.
• Je vnetljiv in ob izpostavljenosti hitro izhlapi.
• Uporabno kot topilo, saj lahko raztopi veliko nepolarnih spojin.
• Je rahlo topen v vodi.
• Delokalizacija pi elektronov.

Struktura benzena

Struktura benzena je edinstvena v primerjavi z drugimi alifatskimi ogljikovodiki. Zato ima benzen edinstvene lastnosti. Vsi ogljiki v benzenu imajo tri sp² hibridizirane orbitale. Dve sp² hibridizirani orbitali ogljika se prekrivata s sp² hibridiziranimi orbitalami sosednjih ogljikov na obeh straneh. Druga sp^{2 hibridizirana orbitala se prekriva z vodikovo orbitalo s, da tvori vez σ.}

Poleg tega se elektroni v p orbitalah ogljika prekrivajo s p elektroni ogljikovih atomov na obeh straneh in tvorijo pi vezi. To prekrivanje elektronov se zgodi v vseh šestih atomih ogljika in tako proizvede sistem pi vezi, ki se razprostirajo po celotnem ogljikovem obroču. Tako pravimo, da se ti elektroni delokalizirajo. Delokalizacija elektronov pomeni, da ni izmeničnih dvojnih in enojnih vezi. Zato so vse dolžine C-C vezi enake, dolžina pa je med dolžinami enojne in dvojne vezi. Zaradi delokalizacije je benzenov obroč stabilen in zato nerad podvržen adicijskim reakcijam, za razliko od drugih alkenov.

Slika 01: Model palice in kroglice za benzen

Viri benzena vključujejo naravne proizvode ali različne sintetizirane kemikalije. Seveda se pojavlja v petrokemičnih izdelkih, kot sta surova nafta ali bencin. Kar zadeva sintetične izdelke, je benzen prisoten v nekaterih vrstah plastike, mazivih, barvilih, sintetični gumi, detergentih, drogah, cigaretnem dimu in pesticidih. Pri gorenju zgoraj navedenih materialov se sprošča benzen. Zato tudi avtomobilski izpuh in tovarniške emisije vsebujejo benzen. Predvsem pa je rakotvoren, zato lahko izpostavljenost visokim nivojem benzena povzroči raka.

Kaj je cikloheksan?

Cikloheksan je ciklična molekula s formulo C₆H_{12 Čeprav ima podobno število ogljikov kot benzen, je cikloheksan nasičena molekula. Zato med ogljiki ni dvojnih vezi kot v benzenu. Poleg tega je brezbarvna tekočina z blagim sladkim vonjem.}

Slika 02: Model kroglice in palice za cikloheksan

Poleg tega lahko to spojino proizvedemo z reakcijo med benzenom in vodikom. Ker je to cikloalkan, je nekoliko nereaktiven. Poleg tega je nepolaren in hidrofoben. Zato je to uporabno kot nepolarno topilo v laboratorijskih aplikacijah. Poleg tega je cikloheksan eden najstabilnejših cikloalkanov, ker je njegov skupni obroč minimalen. Tako pri gorenju proizvede najmanj toplote v primerjavi z drugimi cikloalkani.

Kakšna je razlika med benzenom in cikloheksanom?

Benzen je organska spojina s kemijsko formulo C₆H₆ in planarno strukturo, medtem ko je cikloheksan ciklična molekula s formulo od C₆H₁₂ Ključna razlika med benzenom in cikloheksanom je v tem, da je benzen aromatska spojina, medtem ko je cikloheksan nearomatska spojina. To je zato, ker med ogljikovimi atomi v cikloheksanskem obroču ni dvojnih vezi. Druga pomembna razlika med benzenom in cikloheksanom je, da je benzen nenasičena molekula, medtem ko je cikloheksan nasičena molekula. To je zato, ker ima benzen ogljikove atome v obroču s sp² hibridizacijo, medtem ko ima cikloheksan ogljikove atome v obroču s sp^{3 hibridizacijo.}

Spodnja infografika o razlikah med benzenom in cikloheksanom prikazuje več razlik med njima.

Povzetek – Benzen proti cikloheksanu

Benzen in cikloheksan sta oba šestčlenska obročna struktura. Razlikujejo pa se med seboj po kemijski vezi med ogljikovimi atomi; torej geometrija molekul. Ker vezava med atomi ogljika določa aromatičnost molekul, lahko poudarimo, da je ključna razlika med benzenom in cikloheksanom kot; benzen je aromatska spojina, medtem ko je cikloheksan nearomatska spojina.