Il benzene è uno dei più semplici dei cosiddetti composti aromatici, che esibiscono stabilità inusuale. In realtà, era lo studio di benzene che originariamente ha portato alla scoperta di aromaticità. Benzene può essere rappresentato in diversi modi; due di questi sono ciò che chimici chiamano forme di risonanza, che significa che la vera struttura del benzene è in realtà un ibrido fra i due.
Strutture di risonanza
Il benzene ha sei atomi di carbonio e sei atomi di idrogeno; pertanto ogni atomo di carbonio è collegato ad altri due atomi di carbonio e uno idrogeno. Gli atomi di carbonio formano un esagono, e si può rappresentare questo semplicemente disegnando un esagonale a sei lati su carta. Una seconda linea accanto a uno di questi sei lati rappresenta un doppio legame, quindi ci sono un totale di tre doppi legami nella molecola..--uno ogni altro lato. Per un'immagine di questo aspetto, vedere la sezione risorse.
Strutture di risonanza
Si potrebbero disegnare i legami doppi in due luoghi diversi. Si potrebbe, ad esempio, disegnare un doppio legame carbonio 1 al carbonio 2, da carbonio 3 al carbonio 4 e dal carbonio 5 al carbonio 6, o si potrebbe fare l'altro modo..--da carbonio 2 al carbonio 3, dal carbonio 4 al carbonio 5 e dal carbonio 6 al carbonio 1. Queste due diverse forme possono apparire diverse su carta, ma sono forme di risonanza solo diversi della stessa molecola..--che significa che la vera struttura del benzene è un ibrido fra i due.
Orbitali molecolari
Si può capire che la molecola "sembra veramente" da pensarci in termini di orbitali molecolari. Ricordate che un orbitale atomico è la funzione d'onda corrispondente ad un elettrone descritto da un dato insieme di numeri quantici. Un modo più semplice per capire orbitali atomici è immaginarli come regioni dove siamo molto probabile trovare un elettrone in un determinato stato. Quando gli atomi si combinano per molecole di forma, loro orbitali di Valenza si combinano per gli orbitali molecolari di forma che si sviluppa su dell'intera molecola.
Nuvola elettronica
Nella molecola del benzene, sei elettroni da legami doppi che abbiamo disegnato ha il più basso dei sei orbitali molecolari possibili entrano. Gli elettroni in questi orbitali diventano condivisi tra i carboni sul ring, formando una nuvola a forma di ciambella di elettroni ad alta densità sopra e sotto l'anello. A volte, piuttosto che di disegno la struttura con tre doppi legami, chimici solo disegno un esagono con un cerchio al centro, per indicare che sei elettroni nel legame doppio sono in realtà condivisa intorno al ring.