Forskjellen mellom benzen og cykloheksan

De nøkkelforskjell mellom benzen og cykloheksan er at benzen er en aromatisk forbindelse mens cykloheksanet er en ikke-aromatisk forbindelse.

Vitenskapsmannen, Kekule, fant benzenstrukturen i 1872. På grunn av aromatiteten er benzen forskjellig fra andre alifatiske forbindelser. Dermed er det et eget fagområde i organisk kjemi. På den annen side, selv om cykloheksan har en lignende form som benzen, er den ikke aromatisk. Sykloheksan er en mettet alkan, som har forskjellige egenskaper enn benzen.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er benzen
3. Hva er cykloheksan
4. Sammenligning ved siden av siden - Benzen vs cykloheksan i tabellform
5. Sammendrag

Hva er benzen?

Benzen har bare karbon- og hydrogenatomer innrettet for å gi en plan struktur. Den har molekylformelen av C₆H₆.  Dens struktur og noen av de viktige egenskapene er som følger.

• Benzen er en fargeløs væske med en god lukt.
• Det er brannfarlig og fordampes raskt når det eksponeres.
• Nyttig som løsemiddel, fordi det kan oppløse mange ikke-polare forbindelser.
• Det er litt løselig i vann.
• Delokalisering av pi-elektroner.

Struktur av benzen

Strukturen av benzen er unik i forhold til andre alifatiske hydrokarboner. Derfor har benzen unike egenskaper. Alle karbonene i benzen har tre sp² hybridiserte orbitaler. To sp² hybridiserte orbitaler av karbonoverlapping med sp² hybridiserte orbitaler av tilstøtende karboner på hver side. Andre sp² hybridiserte orbitale overlapper med s-orbitalen av hydrogen for å danne en σ-binding.

Også elektronene i p-orbitaler av karbon overlapper med p-elektronene av karbonatomer i begge sider som danner pi-bindinger. Denne overlappingen av elektroner skjer i alle de seks karbonatomer og produserer derfor et system av pi-bindinger som sprer seg over hele karbonringen. Således sier vi at disse elektronene blir delokalisert. Delokaliseringen av elektronene betyr at det ikke er vekslende dobbelt- og enkeltbindinger. Derfor er alle C-C bindelengder de samme, og lengden er mellom enkelt- og dobbeltbindingslengder. Som et resultat av delokaliseringen er benzenringen stabil, og er derfor motvillig til å gjennomgå addisjonsreaksjoner, i motsetning til andre alkener.

Figur 01: Pinne og ball modell for benzen

Kildene til benzen inkluderer naturlige produkter eller ulike syntetiserte kjemikalier. Naturligvis forekommer det i petrokjemikalier som råolje eller bensin. Når det gjelder syntetiske produkter, finnes benzen i noen plast, smøremidler, fargestoffer, syntetisk gummi, vaskemidler, stoffer, sigarettrøyk og pesticider. Benzen frigjøres ved brenning av ovennevnte materialer. Derfor inneholder bilutslipp og fabrikkutslipp også benzen. Fremfor alt er det kreftfremkallende, slik at eksponering for høye nivåer av benzen kan forårsake kreft.

Hva er cykloheksan?

Sykloheksan er et cyklisk molekyl med formelen C₆H₁₂. Selv om det har et tilsvarende antall karboner som benzen, er cykloheksan et mettet molekyl. Derfor er det ingen dobbeltbindinger mellom karboner som i benzen. Det er også en fargeløs væske med mild sød lukt.

Figur 02: Kule- og stangmodell for cykloheksan

Videre kan vi produsere denne forbindelsen via reaksjonen mellom benzen og hydrogen. Siden dette er en cykloalkan, er det noe unreaktivt. Dessuten er den ikke-polar og hydrofob. Derfor er dette nyttig som et ikke-polært løsningsmiddel i laboratorieapplikasjonene. Videre er cykloheksan en av de mest stabile cykloalkanene fordi den totale ringstammen er minimum. Derved produseres det minst varme når det brenner i forhold til andre cykloalkaner.

Hva er forskjellen mellom benzen og cykloheksan?

Benzen er en organisk forbindelse som har den kjemiske formel C₆H₆ og en plan struktur mens cykloheksan er et cyklisk molekyl med formelen C₆H₁₂. Hovedforskjellen mellom benzen og cykloheksan er at benzen er en aromatisk forbindelse mens cykloheksan er en ikke-aromatisk forbindelse. Det er fordi det ikke er noen dobbeltbindinger mellom karbonatomer i cykloheksanringen. En annen viktig forskjell mellom benzen og cykloheksan er at benzen er et umettet molekyl mens cykloheksan er et mettet molekyl. Det er fordi benzen har karbonatomer i ringen med sp² hybridisering mens cykloheksan har karbonatomer i ringen med sp³ hybridisering.

Den underliggende infografiske forskjellen mellom benzen og cykloheksan viser flere forskjeller mellom de to.

Oppsummering - Benzen vs Cyclohexane

Benzen og cykloheksan er begge seksledede ringstrukturer. Men de adskiller seg fra hverandre i henhold til kjemisk binding mellom karbonatomer; dermed geometriene til molekylene. Siden bindingen mellom karbonatomer bestemmer aromatiske molekyler, kan vi understreke at nøkkelforskjellen mellom benzen og cykloheksan som; benzen er en aromatisk forbindelse mens cykloheksan er en ikke-aromatisk forbindelse.

Henvisning:

1. "Benzene." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 27. september 2018. Tilgjengelig her  
2. "Cyclohexane." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 10. oktober 2018. Tilgjengelig her  

Bilde Courtesy:

1. "Benen-aromatisk-3D-baller" Av Benjah-bmm27 - Eget arbeid, (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Cyclohexane-chair-3D-balls" (Public Domain) via Commons Wikimedia