रसायनज्ञ केकुले ने क्या सपना देखा था? परमाणु का ग्रहीय मॉडल

शायद वैज्ञानिक सपनों में सबसे प्रसिद्ध तत्वों की आवर्त सारणी थी, जिसका सपना रसायनज्ञ दिमित्री मेंडेलीव ने देखा था। बेशक, यह तालिका कई वर्षों में और एक से अधिक वैज्ञानिकों द्वारा बनाई गई थी। 1668 में प्रथम 15 रासायनिक तत्वइसका नाम आयरिशमैन रॉबर्ट बॉयल द्वारा रखा गया था, सौ साल बाद इस सूची को फ्रांसीसी एंटोनी लावोइसियर द्वारा 35 तक लाया गया और फिर मेंडेलीव ने इस पर काम किया। निम्नलिखित वाक्यांश का श्रेय उन्हें दिया जाता है: “मैंने एक सपने में एक मेज देखी जिसमें तत्वों को आवश्यकतानुसार व्यवस्थित किया गया था। मैं उठा, तुरंत कागज के एक टुकड़े पर डेटा लिखा और सो गया। यह कहना मुश्किल है कि मेंडेलीव ने वास्तव में ऐसा कहा था या नहीं। समकालीनों के अनुसार, रसायनज्ञ कई दिनों तक बिना आराम किए मेज पर बैठा रहता था और किसी समय झपकी भी ले सकता था। हालाँकि, बाद में मेंडेलीव सपने की कहानी से आहत हुए: "मैं इसके (टेबल के) बारे में शायद बीस साल से सोच रहा था, लेकिन आप सोचते हैं: मैं बैठा था और अचानक... यह हो गया।"

आधुनिक भौतिकी के संस्थापकों में से एक, डेनिश वैज्ञानिक नील्स बोह्र मुख्य रूप से परमाणु के क्वांटम सिद्धांत के लिए जाने जाते हैं, जो परमाणु के ग्रहीय मॉडल, क्वांटम अवधारणाओं और उनके द्वारा प्रस्तावित अभिधारणाओं पर आधारित था। प्रसिद्ध सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी के जीवन के कुछ शोधकर्ताओं का दावा है कि नील्स बोह्र ने सपने में परमाणु का मॉडल देखा था। “यह जलती हुई गैस का सूर्य था, जिसके चारों ओर पतले धागों से जुड़े ग्रह घूमते थे। अचानक गैस जम गई, और सूर्य और ग्रहों का आकार तेजी से कम हो गया, ”मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के जीवनी अध्ययन के लेखकों ने वैज्ञानिक के हवाले से कहा।

19वीं सदी में रहने वाले अमेरिकी एलियास होवे को आधुनिक सिलाई मशीन का "पिता" माना जाता है। हालाँकि वास्तव में उन्होंने इकाई के मौजूदा डिज़ाइन में सुधार किया था और शटल तंत्र (तथाकथित लॉकस्टिच सिलाई) के साथ सिलाई मशीन के लिए पेटेंट प्राप्त करने वाले संयुक्त राज्य अमेरिका के पहले व्यक्ति थे। परिणामस्वरूप, होवे की सिलाई मशीन ने प्रति मिनट 300 टांके तक की गति से सीधी सिलाई की, और पत्रकारों ने उनके उपकरण को "असाधारण" कहा। मशीन पर काम करते समय, होवे इस बात को लेकर बहुत हैरान थे कि वास्तव में तंत्र में कहाँ होना चाहिए सुई की आँख. पारिवारिक इतिहास को देखते हुए, समाधान आविष्कारक के पास एक सपने में आया था। “वह लगभग अपने टूटने के बिंदु पर था जब उसे पता चला कि मशीन में सुई की आंख कहाँ होनी चाहिए। वह क्लासिक सुई के बारे में सोचता रहा, और सुई के नीचे की आंख तब तक उसके दिमाग में नहीं आई जब तक उसने सपना नहीं देखा कि वह एक अजीब देश में जंगली लोगों के राजा के लिए एक सिलाई मशीन बना रहा था, ”परिवार का कहना है। पुरालेख। सपने में, जंगली लोगों के राजा ने समस्या को हल करने के लिए होवे को 24 घंटे का समय दिया। आविष्कारक को आदिवासियों के भालों द्वारा दुःस्वप्न से बचाया गया था, जिनकी नोक पर किसी कारण से छेद थे। सुबह 4 बजे होवे उठे और सपने को सच कर दिखाया.

पिछली शताब्दी से पहले के जर्मन कार्बनिक रसायनज्ञ, फ्रेडरिक ऑगस्ट केकुले, इतिहास में इस तथ्य के कारण नीचे चले गए कि उन्होंने कार्बनिक पदार्थों के लिए संयोजकता के सिद्धांत को लागू किया और बेंजीन का सही, चक्रीय सूत्र खोजा। इतिहासकारों के एक संस्करण के अनुसार, फ्रेडरिक केकुले ने छह कार्बन परमाणुओं से बने सांप के रूप में बेंजीन की कल्पना की थी। चक्रीय संबंध का विचार उन्हें एक सपने में आया, जब एक काल्पनिक सांप ने अपनी ही पूंछ काट ली। एक अन्य संस्करण के अनुसार, बस से घर लौटते समय उन्होंने सपने में एक अणु में परमाणुओं का संबंध भी देखा था।

अल्बर्ट आइंस्टीन ने कहा कि उनका पूरा वैज्ञानिक करियर एक किशोर के रूप में देखे गए सपने की पुनर्व्याख्या था। उस सपने में, आइंस्टीन ने खुद को एक खड़ी बर्फीली ढलान पर स्लेज चलाते हुए देखा, जिसकी गति तब तक बढ़ गई जब तक कि आसपास के सभी रंग एक धुंधलेपन में विलीन नहीं हो गए। इस सपने ने उनके पूरे करियर को प्रेरित किया: उन्होंने सोचा कि जब प्रकाश की गति तक पहुँच जाता है तो क्या होता है, वैज्ञानिक के जीवन के शोधकर्ताओं ने नोट किया। जीवनीकारों को विश्वास है कि सापेक्षता के सिद्धांत के भावी लेखक ने अपनी कई खोजें ठीक एक सपने की बदौलत कीं। इसकी पुष्टि के लिए हम याद कर सकते हैं प्रसिद्ध कहावतआइंस्टीन: "सपने देखने का उपहार मेरे लिए सचेत ज्ञान को आत्मसात करने की मेरी प्रतिभा से अधिक मायने रखता है... मैंने अपने जीवन का एक तिहाई हिस्सा सोते हुए बिताया है, और यह तीसरा हिस्सा किसी भी तरह से सबसे बुरा नहीं है।" 1992 में, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी एलन लाइटमैन ने आइंस्टीन के सपनों के बारे में इसी नाम से एक बेस्टसेलर लिखा, जिसका 30 से अधिक भाषाओं में अनुवाद किया गया। लेखक के अनुसार, आइंस्टीन ने एक सपने में अंतरिक्ष और समय की अवधारणा के विरोधाभासों को देखा था।

सुगन्धितता की अवधारणा.

"सुगंधित यौगिक" नाम संयोग से उत्पन्न हुआ, इस तथ्य के कारण कि प्राकृतिक रेजिन और बाम से पृथक इस श्रृंखला के पहले यौगिकों में एक सुखद सुगंधित गंध थी।

उदाहरण के लिए, 16वीं शताब्दी में, बेंजोइक एसिड और बेंज़िल अल्कोहल को बेंजोइक राल से अलग किया गया था; कड़वे बादाम के तेल से - बेंज़ोएल्डिहाइड; टोलु बालसम से - टोल्यूनि; पाइन राल से - सिमोल, आदि।

बाद में पता चला कि वही संरचना और रासायनिक गुणऐसे कई अन्य पदार्थ भी हैं जिनमें सुखद सुगंधित गंध नहीं होती है। इसलिए, "सुगंधित पदार्थ" नाम ने अपना मूल अर्थ खो दिया है।

जर्मन रसायनज्ञ केकुले ने सबसे पहले यह नोटिस किया था कि सामान्य रासायनिक परिवर्तनों में कई सुगंधित यौगिक छह कार्बन परमाणुओं के एक विशिष्ट चक्रीय समूह को बनाए रखते हैं और इसलिए बेंजीन,छह सदस्यीय समूह के सबसे सरल प्रतिनिधि के रूप में, इसे सुगंधित यौगिकों के पूर्वज के रूप में मान्यता दी गई थी।

बेंजीन की खोज 1825 में फैराडे ने की थी, जिन्होंने इसे कोयले से प्राप्त रोशन गैस के संघनित अवशेषों से अलग किया था। फैराडे ने इस यौगिक में कार्बन और हाइड्रोजन का अनुपात 1:1 निर्धारित किया।

1834 में ई. मिचेर्ले ने बेंजोइक एसिड (प्राकृतिक सुगंधित रेजिन से पृथक एक पदार्थ) के लवण को गर्म करके वही यौगिक प्राप्त किया और इसे गैसोलीन नाम दिया। हालाँकि, बाद में जे. लिबिग ने इस पदार्थ को बेंजीन कहने का सुझाव दिया।

1845 में, हॉफमैन ने कोयला टार के आसवन से बेंजीन को अलग किया।

बेंजीन और इसके कई समरूप, और फिर अन्य यौगिकों का एक बड़ा समूह, उनकी खोज के तुरंत बाद, सुगंधित यौगिकों के समूह में आवंटित किया गया था, क्योंकि उनके पास विशेष "सुगंधित गुण" थे:

बेंजीन, अपनी गहरी "असंतृप्ति" (सी 6 एच 6) के बावजूद, आसानी से हाइड्रोजन परमाणुओं की विशिष्ट प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश कर जाता है और मुश्किल से एल्केन्स की अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है;

एक अन्य विशेषता जो सुगंधित यौगिकों को एल्केन्स से अलग करती है, वह है उनकी उच्च स्थिरता, सबसे अधिक गठन में आसानी विभिन्न प्रतिक्रियाएँऔर ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं की तुलनात्मक कठिनाई;

अंत में, सुगंधित हाइड्रोकार्बन के कुछ व्युत्पन्नों के गुण बहुत विशिष्ट हैं:

ऐरोमैटिक ऐमीन ऐलिफैटिक ऐमीन की तुलना में कम क्षारीय होती हैं;

सुगंधित हाइड्रॉक्सिल डेरिवेटिव - फिनोल, अल्कोहल की तुलना में बहुत अधिक अम्लीय चरित्र रखते हैं;

ऐरोमैटिक हैलोजन डेरिवेटिव में एलिफैटिक की तुलना में प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं अधिक कठिन होती हैं।

सूचीबद्ध गुणों की समग्रता "रासायनिक मानदंड" थी जिसकी सहायता से किसी विशेष पदार्थ का सुगंधित यौगिकों से संबंध, उसका "सुगंधित चरित्र" निर्धारित किया गया था।

2. बेंजीन की संरचना के बारे में विचारों का विकास। केकुले का सूत्र.

साइक्लोहेक्साट्रिएन प्रणाली के रूप में बेंजीन का संरचनात्मक सूत्र पहली बार 1865 में एक जर्मन रसायनज्ञ द्वारा प्रस्तावित किया गया था। ए. केकुले.

केकुला के अनुसार, बेंजीन एक बंद प्रणाली है जिसमें तीन संयुग्मित दोहरे बंधन होते हैं - साइक्लोहेक्साट्रिएन-1,3,5।

केकुले का सूत्र सही ढंग से दर्शाता है:

1) तात्विक संरचना, बेंजीन अणु में कार्बन और हाइड्रोजन परमाणुओं का अनुपात (1:1);

2) बेंजीन अणु में सभी हाइड्रोजन परमाणुओं की समतुल्यता (मोनो-प्रतिस्थापित बेंजीन में आइसोमर्स नहीं होते हैं - सी 6 एच 5 सीएच 3, सी 6 एच 5 सीएल)।

हालाँकि, यह सूत्र बेंजीन की कई विशेषताओं को पूरा नहीं करता है:

1) केकुले सूत्र के अनुसार, एक औपचारिक रूप से असंतृप्त प्रणाली होने के कारण, बेंजीन एक ही समय में अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं के बजाय मुख्य रूप से प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है। बेंजीन ब्रोमीन जल का रंग ख़राब क्यों नहीं करता?

2) यह सूत्र बेंजीन रिंग की उच्च स्थिरता की व्याख्या नहीं कर सकता है;

3) केकुले सूत्र के आधार पर, बेंजीन में दो ऑर्थो आइसोमर्स होने चाहिए। हालाँकि, केवल एक ऑर्थो आइसोमर ज्ञात है।

4) और, अंततः, केकुले का सूत्र वास्तविक बेंजीन अणु में कार्बन परमाणुओं के बीच की दूरी की समानता की व्याख्या करने में सक्षम नहीं है।

इस कठिनाई से बाहर निकलने के लिए, केकुले को बेंजीन अणु में दोहरे बंधन की स्थिति में निरंतर परिवर्तन की संभावना को स्वीकार करने के लिए मजबूर होना पड़ा और आगे बढ़ना पड़ा "दोलन" का सिद्धांत जिसके अनुसार दोहरे बंधन एक स्थान पर स्थिर नहीं होते हैं:

इस संबंध में, "सुगंधित यौगिकों" और "सुगंधित गुणों" की अवधारणा ने एक अलग अर्थ प्राप्त कर लिया।

सुगंधित इस्पात यौगिकों में तीन दोहरे बंधन (बेंजीन रिंग) और विशेष भौतिक और रासायनिक गुणों वाले छह-सदस्यीय चक्रीय समूह वाले यौगिक शामिल होते हैं।

औपचारिक "असंतृप्ति" और विशिष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के बीच विरोधाभासों को केवल क्वांटम कार्बनिक रसायन विज्ञान द्वारा समझाया गया है।

1865 में, उत्कृष्ट जर्मन रसायनज्ञ ऑगस्ट केकुले ने एक लंबी और दर्दनाक खोज के बाद, बेंजीन का पहला संरचनात्मक सूत्र स्थापित किया। यह खोज अत्यंत महत्वपूर्ण थी: पहले अनुमान में, बेंजीन अणु की संरचना का पता चला, और इसके साथ इसके सभी डेरिवेटिव, जो कार्बनिक रासायनिक उत्पादन में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यह क्लास कार्बनिक पदार्थ(सुगंधित) कब कासिद्धांत का हठपूर्वक विरोध किया रासायनिक संरचना. और केकुले की खोज के कारण ही इस वैज्ञानिक गढ़ पर कब्ज़ा कर लिया गया।

केकुले के सूत्र में समय के साथ कई बदलाव हुए हैं, लेकिन आधार, इसके निर्माण का सिद्धांत - इसकी चक्रीय प्रकृति - अपरिवर्तित बनी हुई है। केवल इसके विवरण अलग-अलग हैं और संभवतः एक से अधिक बार बदलेंगे।

आइए अब केकुले की खोज की यांत्रिकी का विश्लेषण करने का प्रयास करें और तार्किक निर्माण के अर्थ में इसके समान अन्य खोजों के साथ तुलना करके, कुछ पता लगाएं सामान्य रास्तेवैज्ञानिक रचनात्मकता.

वैज्ञानिक खोज का निर्णायक चरण क्या है?

केकुले की खोज का सार

19वीं सदी के 50 के दशक में, केकुले ने कार्बनिक (कार्बन) यौगिकों की संरचना से संबंधित तीन महत्वपूर्ण सैद्धांतिक सिद्धांत स्थापित किए:
1) कार्बन की टेट्रावैलेंसी (सी)।
2) कार्बन परमाणुओं की एक दूसरे से जुड़ने और खुली श्रृंखला बनाने की क्षमता।

इन प्रावधानों के आधार पर, 1861 में ए.एम. बटलरोव ने रासायनिक संरचना का एक सिद्धांत बनाया। वसायुक्त यौगिकों की पूरी शृंखला ने उसकी बात मानी। लेकिन कई सुगंधित यौगिक नए विचारों की सीमा से बाहर प्रतीत होते थे। इसके सबसे सरल और सबसे महत्वपूर्ण प्रतिनिधि, बेंजीन ने एक अजीब विशेषता प्रदर्शित की: इसके अणु में छह कार्बन परमाणु और छह हाइड्रोजन परमाणु शामिल थे, और इसके सभी मोनोप्रतिस्थापित आइसोमर्स का उत्पादन नहीं करते थे। दूसरे शब्दों में, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि बेंजीन में हाइड्रोजन को क्लोरीन (बेंजीन के क्लोरीनीकरण के दौरान) या नाइट्रो समूह (इसके नाइट्रेशन के दौरान) द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, परिणाम हमेशा एक ही क्लोरोबेंजीन या एक ही नाइट्रोबेंजीन था।

इसका उद्देश्य; बेंजीन में सभी छह हाइड्रोजन परमाणु एक-दूसरे के समान होते हैं, उदाहरण के लिए, पेंटेन के विपरीत, जहां एक हाइड्रोजन को क्लोरीन के साथ बदलने पर तीन अलग-अलग आइसोमर्स बन सकते हैं।

पहले से ही स्वीकृत सैद्धांतिक पदों के आधार पर बेंजीन की संरचना की कल्पना करने के सभी प्रयास व्यर्थ समाप्त हो गए। यदि छह कार्बन परमाणु हैं, तो, जाहिर है, 18 संयोजकता इकाइयाँ उनकी पारस्परिक संतृप्ति में चली जाती हैं, और शेष 6 इकाइयाँ छह हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ संबंध में चली जाती हैं।

हालाँकि, यह नोटिस करना आसान है कि इन सभी मामलों में बेंजीन अणु में सभी छह हाइड्रोजन परमाणुओं की तुल्यता की स्थिति संतुष्ट नहीं है, क्योंकि श्रृंखला के अंदर कार्बन परमाणुओं पर स्थित हाइड्रोजन परमाणु हमेशा स्थित हाइड्रोजन परमाणुओं से भिन्न होंगे। इसके किनारों पर कार्बन परमाणुओं पर। फिर भी, केकुले सहित कार्बनिक रसायनज्ञों ने लगातार बेंजीन की एक या दूसरी श्रृंखला जैसी संरचना के स्तर पर समस्या का समाधान खोजा।

विचार की जड़ता की शक्ति इतनी महान थी कि सिद्धांत रूप में, एक श्रृंखला के अलावा किसी अन्य कनेक्शन की संरचना की संभावना के बारे में अनुमान भी नहीं उठता था। एक दिन, लंदन में रहते हुए, केकुले एक ऑम्निबस में सवार थे और हमेशा की तरह, बेंजीन की संरचना के बारे में सोच रहे थे। संयोग से, उसका ध्यान जानवरों के एक पिंजरे की ओर आकर्षित हुआ, जिसे किसी सर्कस या चिड़ियाघर में ले जाया जा रहा था। बंदर उछल पड़े, एक-दूसरे को अपने पंजों से पकड़ लिया, मानो अलग-अलग छल्ले बना लिए। और फिर केकुले का एक संबंध था: बंदर कार्बन परमाणु हैं, उनके पंजे वे संयोजकताएं हैं जिनके साथ परमाणु एक-दूसरे से चिपके रहते हैं, और उनकी पूंछ कार्बन की वे मुक्त संयोजकताएं हैं जो हाइड्रोजन से संतृप्त होती हैं। मुख्य बात यह विचार ही था: कार्बन परमाणु बंद श्रृंखलाएँ बना सकते हैं! यह वही है जो विचारों के उलझे हुए चक्र को तोड़ता है कि कार्बन परमाणुओं का कनेक्शन केवल एक ही हो सकता है - श्रृंखला जैसा। (लेकिन केकुले ने इन बंदरों को अच्छी तरह से देखा होगा, जिसने उन्हें किसी अन्य स्थान पर खोज करने के लिए प्रेरित किया, उदाहरण के लिए, क्रोएशिया में छुट्टियों पर, जहां आप आज कंपनी की मदद से https://hottours.in.ua/catalog जा सकते हैं /होरवतिया/ ).

जैसे ही यह उठी नया विचारकार्बन रिंग के बारे में, जिस समस्या ने रसायनज्ञों के दिमाग को इतने लंबे समय तक परेशान किया था उसका समाधान तुरंत आ गया। वास्तव में, हमें इसे तुरंत स्वीकार करना चाहिए कम से कम, प्रत्येक कार्बन परमाणु के लिए दो संयोजकता इकाइयों का उपयोग बेंजीन रिंग में पड़ोसी कार्बन परमाणुओं के साथ बंधन बनाने के लिए किया जाता है (यह, कम से कम, रिंग बनाने के लिए आवश्यक है); जाहिर है, प्रत्येक कार्बन की तीसरी इकाई को हाइड्रोजन के साथ संयोजन करना होगा।

चौथी संयोजकता इकाई अभी तक अनबाउंड बनी हुई है। हालाँकि, दोहरे बंधन बनाने के लिए कार्बन की क्षमता को ध्यान में रखते हुए, यह मान लेना आसान है कि कार्बन की शेष 6 वैलेंस इकाइयाँ जोड़े में परस्पर संतृप्त होती हैं और तीन एकल बंधनों के साथ बारी-बारी से तीन दोहरे बंधन बनाती हैं। यहीं से अंतिम सूत्र निकलता है. परिणाम सभी छह कार्बन परमाणुओं के लिए सख्त छह-अक्ष समरूपता था, और इसलिए सभी छह हाइड्रोजन परमाणुओं की पूर्ण तुल्यता थी।

इस तरह इतिहास की सबसे उल्लेखनीय खोजों में से एक की खोज हुई। कार्बनिक रसायन विज्ञान. बाद में, इस फ़ॉर्मूले के ऐसे संस्करण प्रस्तावित किए गए जिन्होंने इसकी कमियों को दूर करने का प्रयास किया, लेकिन वे सभी केकुले के फ़ॉर्मूले पर आधारित थे।

तो, आज शनिवार, 22 जुलाई 2017 है, और हम पारंपरिक रूप से आपको "प्रश्न और उत्तर" प्रारूप में प्रश्नोत्तरी के उत्तर प्रदान करते हैं। हम सबसे सरल से लेकर सबसे जटिल तक के प्रश्नों का सामना करते हैं। प्रश्नोत्तरी बहुत दिलचस्प और काफी लोकप्रिय है, हम बस आपके ज्ञान का परीक्षण करने और यह सुनिश्चित करने में आपकी सहायता कर रहे हैं कि आपने चुना है सही विकल्पउत्तर, प्रस्तावित चार में से। और प्रश्नोत्तरी में हमारा एक और प्रश्न है - रसायनज्ञ केकुला ने क्या सपना देखा और बेंजीन का फार्मूला खोजने में उसकी मदद की?

• ए. हार गया शादी की अंगूठी
  बी टूटा हुआ प्रेट्ज़ेल
  सी. मुड़ी हुई बिल्ली
  D. साँप का अपनी ही पूँछ काटना

सही उत्तर D है - एक साँप जो अपनी ही पूँछ काट रहा है।

बेंजीन फार्मूले की खोज करने वाले रसायनज्ञ एफ.ए. केकुले ने सपने में इसके प्रोटोटाइप को एक सांप के रूप में देखा जो अपनी ही पूंछ काट रहा था - जो प्राचीन मिस्र की पौराणिक कथाओं का एक प्रतीक है। जागृति के बाद, वैज्ञानिक को अब कोई संदेह नहीं रहा कि इस पदार्थ के अणु में एक अंगूठी का आकार था।
ऑरोबोरोस - कीमिया का मुख्य प्रतीक

बेंजीन C6H6, PhH) - जैविक रासायनिक यौगिक, रंगहीन, सुखद के साथ तरल मीठी गंध. सुगंधित हाइड्रोकार्बन. बेंजीन गैसोलीन का एक घटक है, उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और दवाओं, विभिन्न प्लास्टिक, सिंथेटिक रबर और रंगों के उत्पादन के लिए एक कच्चा माल है। यद्यपि बेंजीन कच्चे तेल का हिस्सा है, इसे इसके अन्य घटकों से औद्योगिक पैमाने पर संश्लेषित किया जाता है। विषैला, कैंसरकारी।

उनकी एक चक्रीय संरचना होती है। इस श्रृंखला का पहला प्रतिनिधि बेंजीन (C 6 H 6) है। इसे प्रतिबिंबित करने वाला सूत्र पहली बार 1865 में रसायनज्ञ केकुले द्वारा प्रस्तावित किया गया था। वैज्ञानिक के अनुसार उन्होंने काफी समय तक बेंजीन के रहस्य पर विचार किया। एक रात उसने सपना देखा कि एक साँप अपनी ही पूँछ को काट रहा है। सुबह बेंजीन पहले से ही बना हुआ था। यह 6 कार्बन परमाणुओं से युक्त एक वलय था। उनमें से तीन दोहरे बंधुआ थे।

बेंजीन की संरचना

कार्बन के रूप कभी-कभी प्रतिक्रिया समीकरण लिखते समय इसे ऊर्ध्वाधर दिशा में लम्बा दर्शाया जाता है। परमाणुओं के इस समूह को एक विशेष नाम मिला - बेंजीन नाभिक। बेंजीन की चक्रीय संरचना की पुष्टि एसिटिलीन के तीन अणुओं से इसका उत्पादन है, जो ट्रिपल बॉन्ड वाला एक असंतृप्त हाइड्रोकार्बन है। सुगंधित हाइड्रोकार्बन भी असंतृप्त होते हैं और एल्कीन के कुछ गुण प्रदर्शित करते हैं। इस कारण से, बेंजीन रिंग में, चेहरों के समानांतर चलने वाले तीन डैश एक दोहरे बंधन की उपस्थिति का संकेत देते हैं। बेंजीन का यह सूत्र अणु में कार्बन परमाणुओं की स्थिति को पूरी तरह से प्रतिबिंबित नहीं करता है।

बेंजीन: वास्तविक संरचना को प्रतिबिंबित करने वाला सूत्र

वास्तव में, रिंग में कार्बन के बीच के बंधन एक दूसरे के बराबर होते हैं। उनमें सिंगल और डबल में अंतर करना संभव नहीं था। यह बेंजीन की ख़ासियत को समझाता है, जिसमें कोर में कार्बन एक एसपी 2-संकरित अवस्था में होता है, जो तीन साधारण एकल बांडों द्वारा अपने रिंग पड़ोसियों और हाइड्रोजन से जुड़ा होता है। इस स्थिति में, एक षट्भुज प्रकट होता है जिसमें 6 कार्बन परमाणु और 6 हाइड्रोजन परमाणु एक ही तल में स्थित होते हैं। केवल चौथे पी-इलेक्ट्रॉनों के इलेक्ट्रॉन बादल, जो संकरण में शामिल नहीं हैं, अलग-अलग स्थित हैं। इनका आकार डम्बल जैसा होता है, केंद्र वलय के तल पर पड़ता है। और गाढ़े भाग ऊपर और नीचे होते हैं। इस मामले में, बेंजीन नाभिक के ऊपर और नीचे दो इलेक्ट्रॉन घनत्व होते हैं जो तब उत्पन्न होते हैं जब पी-इलेक्ट्रॉनों के बादल ओवरलैप होते हैं। रिंग में कार्बन के लिए एक सामान्य रासायनिक बंधन दिखाई देता है।

बेंजीन रिंग के गुण

समग्र इलेक्ट्रॉन घनत्व के कारण, रिंग में कार्बन के बीच की दूरी कम हो जाती है। वे 0.14 एनएम के बराबर हैं। यदि बेंजीन नाभिक में एकल और दोहरे बंधन होते, तो दो संकेतक होते: 0.134 और 0.154 एनएम। सत्य संरचनात्मक सूत्रबेंजीन में सिंगल या डबल बॉन्ड नहीं होना चाहिए। इसलिए, सुगंधित कार्बन को असंतृप्त के रूप में वर्गीकृत किया गया है कार्बनिक यौगिककेवल औपचारिक रूप से. संरचना में, वे एल्केन्स से मिलते जुलते हैं, लेकिन वे बन सकते हैं, जो संतृप्त हाइड्रोकार्बन के लिए विशिष्ट है। बेंजीन की सुगंधित रिंग में ऑक्सीकरण एजेंटों के प्रति महत्वपूर्ण प्रतिरोध होता है। ये सभी विशेषताएं हमें रिंग को एक विशेष प्रकार का बंधन मानने की अनुमति देती हैं - डबल या सिंगल नहीं।

बेंजीन का सूत्र कैसे निकालें?

बेंजीन का सही सूत्र केकुले की तरह तीन दोहरे बंधनों के साथ नहीं है, बल्कि एक षट्भुज के रूप में है जिसके अंदर एक चक्र है। यह 6 इलेक्ट्रॉनों के सामान्य स्वामित्व का प्रतीक है।

पदार्थ के गुणों में संरचना की समरूपता की भी पुष्टि होती है। बेंजीन रिंग स्थिर है और इसमें महत्वपूर्ण संयुग्मन ऊर्जा है। सुगंधित हाइड्रोकार्बन के पहले प्रतिनिधि के गुण इसके समरूपों में प्रकट होते हैं। उनमें से प्रत्येक को एक व्युत्पन्न के रूप में दर्शाया जा सकता है जिसमें हाइड्रोजन को विभिन्न हाइड्रोकार्बन रेडिकल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।