Grado 11
  1. Conceptos básicos de química  1.1. Importancia de la Química  1.2. Naturaleza y alcance de la química  1.3. leyes de la combinación química  1.3.1. Ley de conservación de la masa  1.3.2. La ley de las proporciones definidas  1.3.3. Ley de las proporciones múltiples  1.3.4. Ley de los volúmenes de gases  1.3.5. Ley de Avogadro  1.4. La teoría atómica de Dalton  1.5. Concepto de mol y masa molar  1.6. Composición porcentual  1.7. Fórmula empírica y molecular  1.8. Estequiometría y Cálculos Estequiométricos  1.9. Concepto de reactivo limitante
  2. Estructura del átomo  2.1. Descubrimiento del electrón, protón y neutrón  2.2. Modelo Atómico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. El modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecánico cuántico del átomo  2.4. Doble naturaleza de la materia y la radiación  2.5. El principio de incertidumbre de Heisenberg  2.6. Numeros cuánticos  2.7. Orbitales atómicos y sus formas  2.8. Configuración electrónica de los elementos  2.9. Aufbau principle  2.10. El principio de exclusión de Pauli  2.11. Regla de máxima multiplicidad de Hund  2.12. La hipótesis de De Broglie  2.13. Efecto fotoeléctrico
  3. Clasificación de elementos y periodicidad en propiedades  3.1. Desarrollo histórico de la tabla periódica  3.2. Ley Periódica Moderna y Tabla Periódica  3.3. Tendencias periódicas en propiedades  3.3.1. Radio Atómico e Iónico  3.3.2. Entalpía de ionización  3.3.3. Entalpía de ganancia de electrones  3.3.4. Electronegatividad  3.3.5. Valencia  3.3.6. Propiedades Metálicas y No Metálicas  3.3.7. Estados de oxidación  3.4. Propiedades Inusuales de los Primeros Elementos
  4. Enlace Químico y Estructura Molecular  4.1. Enfoque de Kossel-Lewis sobre el enlace químico  4.2. Enlace iónico o electrovalente  4.3. Enlace covalente y sus características  4.4. Parámetros de enlace  4.5. Teoría VSEPR  4.6. Teoría del enlace de valencia  4.7. Hibridación y sus tipos  4.8. Teoría del orbital molecular  4.8.1. Orden de enlace y estabilidad  4.9. Enlace de hidrógeno
  5. Estados de la materia  5.1. Fuerzas intermoleculares  5.2. Leyes de los gases  5.2.1. La ley de Boyle  5.2.2. La ley de Charles  5.2.3. La Ley de Avogadro  5.2.4. La ley de Dalton de las presiones parciales  5.2.5. La ley de difusión de Graham  5.3. Ecuación del Gas Ideal y Aplicaciones  5.4. Gases reales y desviaciones del comportamiento ideal  5.5. Teoría cinética molecular de los gases  5.6. Licuefacción de gases  5.7. Propiedades de los líquidos  5.8. Tensión superficial y viscosidad
  6. Thermodynamics  6.1. Sistema y entorno  6.2. Tipos de sistemas en termodinámica  6.3. Types of procedures  6.4. Primera ley de la termodinámica  6.5. Energía interna y entalpía  6.6. Capacidad calorífica y calor específico  6.7. La ley de Hess de la suma constante de calor  6.8. Entalpía de disociación de enlace  6.9. Entalpía de formación y combustión  6.10. Entalpía de disolución y neutralización  6.11. Espontaneidad y la segunda ley de la termodinámica  6.12. Energía libre de Gibbs y sus aplicaciones
  7. Equilibrio  7.1. El concepto de equilibrio  7.2. Constante de equilibrio y sus aplicaciones  7.3. El principio de Le Chatelier  7.4. Equilibrio iónico en soluciones  7.5. Teoría de Ácidos y Bases  7.5.1. Concepto de Arrhenius  7.5.2. Concepto de Bronsted-Lowry  7.5.3. Concepto de Lewis  7.6. Escala de pH y pOH  7.7. Common ion effect  7.8. Hidrólisis de sales  7.9. Sistemas tampón y su mecanismo de acción  7.10. Equilibrio de solubilidad de sales poco solubles
  8. Reacciones Redox  8.1. Oxidation and reduction concepts  8.2. Número de oxidación y sus aplicaciones  8.3. Reacciones Redox en términos de transferencia de electrones  8.4. Balanceando reacciones redox (métodos de número de oxidación y ion-electrón)  8.5. Tipos de reacciones redox  8.6. Celdas Electroquímicas y Reacciones Redox
  9. Hidrógeno  9.1. Posición del Hidrógeno en la Tabla Periódica  9.2. Isótopos de hidrógeno  9.3. Preparación de Hidrógeno  9.4. Propiedades del Hidrógeno  9.5. Hidruros y su clasificación  9.6. Agua y agua pesada  9.7. El peróxido de hidrógeno y sus propiedades  9.8. Usos del hidrógeno y sus compuestos
  10. Elementos del bloque s (metales alcalinos y alcalinotérreos)  10.1. Elementos del Grupo 1 - Propiedades y Tendencias  10.2. Elementos del Grupo 2 - Propiedades y Tendencias  10.3. Propiedades inusuales del litio y berilio  10.4. Compuestos importantes del sodio y sus usos  10.5. Compuestos importantes de magnesio y calcio
  11. Algunos elementos del bloque p  11.1. Introducción General a los Elementos del Bloque p  11.2. Elementos del Grupo 13  11.2.1. Boro y sus compuestos  11.3. Elementos del Grupo 14  11.3.1. El carbono y sus alótropos  11.3.2. Compuestos Importantes de Carbono y Silicio
  12. Química Orgánica - Algunos Principios y Técnicas Básicas  12.1. Clasificación y Nomenclatura de Compuestos Orgánicos  12.2. Representación estructural de compuestos orgánicos  12.3. Clasificación de reacciones orgánicas  12.4. Efectos Electrónicos en Química Orgánica  12.4.1. Efecto inductivo  12.4.2. Efecto de resonancia  12.4.3. Hiperconjugación  12.5. Mecanismo de reacción y especies intermedias  12.6. Purificación y análisis cualitativo de compuestos orgánicos
  13. Hidrocarburos  13.1. Hidrocarburos  13.1.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2. Alqueno  13.2.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2.2. Reacciones de adición electrofílica  13.3. Alquinos  13.3.1. Preparación y Propiedades de Los Alquinos  13.4. Hidrocarburos aromáticos  13.4.1. Estructura y propiedades del benceno  13.4.2. Reacciones de sustitución electrofílica del benceno
  14. Química Ambiental  14.1. Contaminación Ambiental  14.2. Contaminación atmosférica y el efecto invernadero  14.3. Contaminación del agua y métodos de tratamiento  14.4. Contaminación del suelo y sus efectos  14.5. Residuos industriales y su tratamiento  14.6. Estrategias para el control de la contaminación

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Estructura y propiedades del benceno


Introducción

El benceno es un hidrocarburo aromático y uno de los ejemplos más simples de esta clase de compuestos. Su fórmula es C 6 H 6 El benceno juega un papel importante en la química orgánica porque sirve como bloque de construcción básico en la síntesis de productos químicos más complejos. Sus propiedades únicas surgen de la estructura única de la molécula, que ha confundido a científicos y químicos durante más de un siglo.

Estructura del benceno

El benceno tiene seis átomos de carbono que forman un anillo. Cada átomo de carbono está unido a un solo átomo de hidrógeno, dando la fórmula C 6 H 6 Una visualización de la molécula de benceno puede ayudar a comprender su estructura:

    C1--C2
    ,
    C6 C3
    ,
    C5--C4

En el benceno, cada átomo de carbono está sp2 hibridado. Esto significa que cada átomo de carbono forma enlaces sigma con dos átomos de carbono vecinos y un átomo de hidrógeno. El orbital p no hibridado de cada carbono es perpendicular al plano del enlace sigma. Estos orbitales p se superponen entre sí para formar una nube de electrones descentralizada por encima y por debajo del plano de los átomos de carbono.

Resonancia en el benceno

Una característica clave de la estructura del benceno es la resonancia. La resonancia es un concepto en química donde una sola molécula puede ser representada por dos o más estructuras, llamadas estructuras de resonancia, que contribuyen a la configuración electrónica general de la molécula.

Existen dos principales estructuras de resonancia del benceno:

    Estructura 1: Estructura 2:
       C1 C1
     ,
    C6 C2 C6 C2
    ,
    C5--C3 C5--C3
        ,
        C4 C4

Teoría estructural de Kekulé

August Kekulé fue uno de los primeros en proponer una estructura circular para el benceno. Sugirió arreglos alternantes de enlaces dobles y simples, que luego fueron nombrados en su honor como la estructura de Kekulé. Aunque no es completamente precisa para representar la verdadera distribución de electrones, el modelo de Kekulé fue importante en el desarrollo del concepto de aromaticidad.

Propiedades del benceno

Electrones deslocalizados

Una de las propiedades definitorias del benceno es su estabilidad. A diferencia de los alquenos, que tienen enlaces pi localizados, los electrones en el benceno están desplazados sobre el anillo. Este desplazamiento reduce la energía de la molécula, conduciendo a su alta estabilidad, conocida como estabilidad aromática.

Propiedades químicas

El benceno sufre reacciones de sustitución en lugar de reacciones de adición. Este comportamiento se debe a su estabilidad aromática, que se perdería si la estructura de electrones deslocalizados fuera perturbada por reacciones de adición. Algunas reacciones típicas del benceno incluyen:

  • Halogenación: 
                    C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl
  • Nitración: 
                    C 6 H 6 + HNO 3 → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O
  • Sulfonación: 
                    C 6 H 6 + SO 3 → C 6 H 5 SO 3 H

Propiedades físicas

El benceno es un líquido incoloro y altamente inflamable con un olor dulce característico. Tiene un punto de ebullición de 80.1°C y es menos denso que el agua. El benceno es solo ligeramente soluble en agua pero es altamente soluble en solventes orgánicos.

Aromaticidad y la regla de Hückel

La aromaticidad es un concepto usado para describir la naturaleza inusualmente estable del benceno y compuestos similares. La regla de Hückel proporciona un criterio para determinar la aromaticidad en compuestos cíclicos. Según la regla de Hückel, un compuesto es aromático si es cíclico, plano, totalmente conjugado y tiene 4n + 2 electrones pi, donde n es un número entero no negativo.

Para el benceno, los seis electrones pi se ajustan a la regla 4n + 2 (donde n = 1), lo que confirma su naturaleza aromática.

Aplicaciones del benceno

El benceno es un precursor importante en la fabricación de muchos productos químicos como el estireno (para plástico de poliestireno), el fenol (para resinas y adhesivos) y la anilina (para pinturas y productos farmacéuticos). Sin embargo, es importante manejar el benceno con cuidado ya que es un carcinógeno reconocido.

Conclusión

El estudio del benceno proporciona información importante sobre la naturaleza de los compuestos aromáticos. Su estructura única estabilizada por resonancia lo hace químicamente fascinante y notablemente estable, lo que lo distingue de otros hidrocarburos. Comprender la estructura y las propiedades del benceno es fundamental para dominar temas más complejos dentro de la química orgánica.


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