176 Organische Produkte Magische Ringe B2 Berechnete (rot) und gemessene (blau) molare Bildungsenergien in kJ/mol für die Hydrierung von Cyclohexen, 1,3-Cyclohexa dien und Benzol. A: Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen für die Hydrierungen. Berechnen Sie die Differenz zwischen der berechneten Energie für die Hydrierung von hypothetischem 1,3,5-Cyclohexatrien und dem für Benzol gemessenen Wert. Auswertung a) Zeichnen Sie mögliche Valenzstrichformeln für die Summenformel C6H6. Geben Sie an, wie viele Monound wie viele Dibromderivate je weils existieren würden. b) Begründen Sie, warum auch nach Kekulés Vorschlag für die Konstitution des Benzol-Moleküls weitere Vorschläge von anderen Forschern gemacht wurden. c) Untersuchen Sie, inwiefern die Vorschläge für die Benzol-Formel von Dewar und Ladenburg mit der Reaktivität und der Isomerenanzahl von Monound Dibrombenzol übereinstimmen. Aufgaben A1 Berechnen Sie die Mesomerieenergie für 1,3-Cyclohexadien und vergleichen Sie die Mesomeriestabilisierung mit der von Benzol. Geben Sie zwei mesomere Grenzstrukturen an. A2 Erläutern Sie den Unterschied zwischen der Vorstellung über die Konstitution des Benzol-Moleküls von Kekulé aus dem Jahr 1865 und von heute. INFO Benzol wurde im Jahr 1825 von Faraday endeckt. Die Summenformel C6H6 konnte schnell bestimmt werden, die Konstitution des Benzol-Moleküls blieb aber zunächst ungeklärt. Dies lag an dem ungewöhn lichen Reaktionsverhalten von Benzol, das mit der Summenformel, nach der Benzol ein ungesättigter Kohlenwasserstoff sein muss, lange nicht in Einklang gebracht werden konnte. – Benzol ist ungewöhnlich reaktionsträge. – Im Gegensatz zu Alkenen reagiert Benzol erst in Gegenwart eines Katalysators mit Brom, jedoch nicht in einer Addition, sondern in einer Substitution. Dabei entstehen nur ein einziges Monobrombenzol C6H5Br und Bromwasserstoff. – Es gibt drei isomere Dibrombenzole C6H4Br2. Im Jahr 1865 schlug F.A. Kekulé die sechseckige Ringstruktur mit drei Einfachund drei Doppelbindungen vor. Er nahm an, dass Benzol ein Gemisch aus sich sehr schnell ineinander umwandelbaren Cyclohexatrien-Isomeren sei. In den Folgejahren wurden weitere Vorschläge für die Konstitution des Benzol-Moleküls gemacht: Kekulé, 1865 Dewar, 1867 Ladenburg, 1869 Armstrong, 1887 Baeyer, 1888 B1 Versuchsbeobachtungen beim Schütteln der angegebenen Kohlenwasserstoffe mit Bromwasser. A: Vergleichen und erklären Sie die Beobachtungen zunächst für Cyclohexen und Cyclohexan. Ziehen Sie dann Rückschlüsse auf die Reaktivität von Benzol. Bromwasser schütteln BenzolCyclohexenCyclohexan 1,3-Cyclohexadien + 2H2 Benzol + 3H2 –360 –232 hypothetisches 1,3,5-Cyclohexatrien + 3H2 –209 –240 Cyclohexen + H2 – 120 Cyclohexan 3377_01_01_2012_Kap3_124_211 23.09.14 06:28 Seite 176 Nu r z u Pr üf zw e ke n Ei ge nt um d s C .C . B uc hn er V er la gs