Explique o fenômeno de ressonância na molécula de benzeno e a consequência dele para os comprimentos médios das ligações entre átomos de carbono e para a energia destas ligações.
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício pede para a gente explicar o fenômeno de ressonância na molécula de benzeno e o que isso significa para os comprimentos médios das ligações entre os átomos de carbono, além da energia dessas ligações. Para resolver isso, a gente vai precisar entender o conceito de ressonância na química, especialmente como ele se aplica ao benzeno, que é uma molécula bem conhecida.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que é ressonância. Na química, ressonância acontece quando uma molécula pode ser representada por mais de uma estrutura de Lewis válida. Essas diferentes estruturas são chamadas de formas de ressonância. Na verdade, a molécula não oscila entre essas formas; ela existe como uma combinação delas, o que chamamos de estrutura de ressonância real.
Passo 3
Agora, aplicando isso ao benzeno, que tem a fórmula
, a estrutura tradicional mostra seis átomos de carbono formando um anel com três ligações simples e três duplas alternadas entre eles. Mas, na realidade, todas as ligações de carbono-carbono no benzeno são iguais. Isso acontece porque as elétrons das ligações duplas estão “delocalizados”, ou seja, eles se espalham igualmente por todo o anel. Essa delocalização é o que caracteriza a ressonância no benzeno.
Passo 4
Essa delocalização dos elétrons tem duas consequências principais:
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Comprimentos das Ligações: As ligações entre os carbonos no benzeno não são nem totalmente simples nem totalmente duplas. Em vez disso, todas elas têm o mesmo comprimento intermediário, que é mais curto do que uma ligação simples e mais longo do que uma ligação dupla. Isso ocorre porque os elétrons estão compartilhados igualmente entre todos os átomos de carbono.
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Energia das Ligações: As ligações do benzeno são mais estáveis e possuem menor energia do que as ligações duplas isoladas. A delocalização dos elétrons distribui a energia de forma mais uniforme, tornando a estrutura geral mais estável.
Resposta
Então, resumindo, a ressonância no benzeno ocorre porque os elétrons das ligações duplas estão delocalizados por todo o anel de carbono. Isso faz com que todas as ligações C-C tenham o mesmo comprimento intermediário e confere maior estabilidade e menor energia às ligações, comparado às ligações duplas isoladas.