Galvenā atšķirība starp benzolu un cikloheksānu ir tā, ka benzols ir aromātisks savienojums, savukārt cikloheksāns ir nearomātisks savienojums.
Zinātnieks Kekule benzola struktūru atklāja 1872. gadā. Aromātiskuma dēļ benzols atšķiras no citiem alifātiskajiem savienojumiem. Tādējādi tas ir atsevišķs mācību virziens organiskajā ķīmijā. No otras puses, lai gan cikloheksānam ir līdzīga forma kā benzolam, tas nav aromātisks. Cikloheksāns ir piesātināts alkāns, kura īpašības atšķiras no benzola.
Kas ir benzols?
Benzolā ir tikai oglekļa un ūdeņraža atomi, kas sakārtoti tā, lai iegūtu plakanu struktūru. Tā molekulārā formula ir C6H6. Tās struktūra un dažas svarīgas īpašības ir šādas.
- Benzols ir bezkrāsains šķidrums ar saldu smaržu.
- Tas ir uzliesmojošs un, pakļaujoties iedarbībai, ātri iztvaiko.
- Noderīgs kā šķīdinātājs, jo var izšķīdināt daudz nepolāru savienojumu.
- Tas nedaudz šķīst ūdenī.
- Pi elektronu delokalizācija.
Benzola struktūra
Benzola struktūra ir unikāla salīdzinājumā ar citiem alifātiskajiem ogļūdeņražiem. Tāpēc benzolam ir unikālas īpašības. Visiem benzolā esošajiem oglekļiem ir trīs sp2 hibridizētas orbitāles. Divas sp2 hibridizētas oglekļa orbitāles pārklājas ar sp2 hibridizētām blakus esošo oglekļa orbitālēm abās pusēs. Citas sp2 hibridizētās orbitāles pārklājas ar ūdeņraža s orbitāli, veidojot σ saiti.
Arī elektroni p oglekļa orbitālēs pārklājas ar oglekļa atomu p elektroniem abās pusēs, veidojot pi saites. Šī elektronu pārklāšanās notiek visos sešos oglekļa atomos un tādējādi rada pi saišu sistēmu, kas izplatās pa visu oglekļa gredzenu. Tādējādi mēs sakām, ka šie elektroni tiek delokalizēti. Elektronu delokalizācija nozīmē, ka nav mainīgas dubultās un vienreizējās saites. Tāpēc visi C-C saišu garumi ir vienādi, un garums ir starp vienas un dubultās saites garumiem. Delokalizācijas rezultātā benzola gredzens ir stabils, tāpēc atšķirībā no citiem alkēniem nevēlas pakļauties pievienošanās reakcijām.
Attēls 01: Nūjas un bumbas modelis benzolam
Benzola avoti ir dabiski produkti vai dažādas sintezētas ķīmiskas vielas. Protams, tas notiek naftas ķīmijas produktos, piemēram, jēlnaftā vai benzīnā. Kas attiecas uz sintētiskajiem produktiem, benzols ir dažās plastmasās, smērvielās, krāsvielās, sintētiskajā gumijā, mazgāšanas līdzekļos, narkotikās, cigarešu dūmos un pesticīdos. Iepriekš minēto materiālu sadegšanas rezultātā izdalās benzols. Tāpēc arī automašīnu izplūdes gāzes un rūpnīcas emisijas satur benzolu. Pirmkārt, tas ir kancerogēns, tāpēc augsta benzola koncentrācija var izraisīt vēzi.
Kas ir cikloheksāns?
Cikloheksāns ir cikliska molekula ar formulu C6H12 Lai gan tajā ir līdzīgs oglekļa atomu skaits, piemēram, benzolā, cikloheksāns ir piesātināta molekula. Tādējādi starp oglekļiem nav dubultsaišu kā benzolā. Turklāt tas ir bezkrāsains šķidrums ar maigu saldu smaržu.
Attēls 02: Bumbiņas un nūjas modelis cikloheksānam
Turklāt mēs varam ražot šo savienojumu, reaģējot starp benzolu un ūdeņradi. Tā kā šis ir cikloalkāns, tas ir nedaudz nereaģējošs. Turklāt tas ir nepolārs un hidrofobs. Tāpēc tas ir noderīgs kā nepolārs šķīdinātājs laboratorijas lietojumos. Turklāt cikloheksāns ir viens no stabilākajiem cikloalkāniem, jo tā kopējais gredzena celms ir minimāls. Tādējādi tas degot rada vismazāko siltuma daudzumu, salīdzinot ar citiem cikloalkāniem.
Kāda ir atšķirība starp benzolu un cikloheksānu?
Benzols ir organisks savienojums ar ķīmisko formulu C6H6 un plakanu struktūru, savukārt cikloheksāns ir cikliska molekula ar formulu no C6H12 Galvenā atšķirība starp benzolu un cikloheksānu ir tā, ka benzols ir aromātisks savienojums, savukārt cikloheksāns ir nearomātisks savienojums. Tas ir tāpēc, ka cikloheksāna gredzenā starp oglekļa atomiem nav dubultsaišu. Vēl viena svarīga atšķirība starp benzolu un cikloheksānu ir tā, ka benzols ir nepiesātināta molekula, savukārt cikloheksāns ir piesātināta molekula. Tas ir tāpēc, ka benzola gredzenā ir oglekļa atomi ar sp2 hibridizāciju, savukārt cikloheksāna gredzenā ir oglekļa atomi ar sp3 hibridizāciju.
Tālāk esošajā infografikā par atšķirībām starp benzolu un cikloheksānu ir parādītas lielākas atšķirības starp abiem.
Kopsavilkums - benzols pret cikloheksānu
Benzols un cikloheksāns ir sešu locekļu gredzenveida struktūras. Bet tie atšķiras viens no otra pēc ķīmiskās saites starp oglekļa atomiem; tātad molekulu ģeometrija. Tā kā saite starp oglekļa atomiem nosaka molekulu aromātiskumu, mēs varam uzsvērt, ka galvenā atšķirība starp benzolu un cikloheksānu ir; benzols ir aromātisks savienojums, savukārt cikloheksāns ir nearomātisks savienojums.
