பென்சீனின் அமைப்பு

பென்சீனின் அமைப்பு:

1. மூலக்கூறு வாய்ப்பாடு

தனிம பகுப்பாய்வு மற்றும் மூலக்கூறு எடை நிர்ணயித்தல் போன்ற ஆய்வுகள், பென்சீனின் மூலக்கூறு வாய்ப்பாடு C6H6 என உறுதி செய்கின்றன. இதிலிருந்து பென்சீன், அதிக நிறைவுறா தன்மையை பெற்றுள்ள சேர்மம் என அறிய முடிகிறது. 

2. நீண்டதொடர் அமைப்பிற்கு வாய்ப்பு இல்லை:

பென்சீனானது ஆல்கீன்கள் அல்லது ஆல்கைன்களின் பண்புகளைப் பெற்றிருப்பதில்லை, எனவே பென்சீனை நீண்ட கார்பன் சங்கிலி தொடர் அல்லது வளையச் சேர்மமாக கருத இயலாது. எடுத்துக்காட்டாக அமிலம் கலந்த KMnO4 மற்றும் கார்பன்டெட்ரா குளோரைடில் உள்ள புரோமினின் நிறங்களை, பென்சீன் நிறமிழக்கச் செய்வதில்லை. அமில முன்னிலையில், நீருடன் பென்சீன் வினைபுரிவதில்லை.

3. வளைய அமைப்பிற்கான சான்றுகள் :

i) பென்சீனின் பதிலீட்டு வினைகள் :

AlCl3 முன்னிலையில் பென்சீன் புரோமினுடன் வினைபட்டு மோனோபுரோமோ பென்சீனைத் தருகின்றது.

ஒரே ஒரு மோனோபுரோமோ பென்சீன் உருவாவதால், இதில் உள்ள ஆறு கார்பன் அணுக்களும் சமமாக உள்ளன என்பதை அறியலாம். பென்சீனில் உள்ள ஆறு கார்பன் அணுக்களும் ஒரு ஹைட்ரஜனைப் பெற்றிருந்து வளைய அமைப்பில் இருந்தால் மட்டுமே இது சாத்தியமாகும். 

ii) ஹைட்ரஜனை சேர்த்தல்:

நிக்கல் வினையூக்கி முன்னிலையில், மூன்று மோல்கள் ஹைட்ரஜனுடன் பென்சீன் இணைந்து வளைய ஹெக் சேனைத் தருகின்றது.

இவ்வினையானது, பென்சீன் வளைய அமைப்பினையும் மூன்று கார்பன்-கார்பன் இரட்டைப்பிணைப்புகளையும் பெற்றிருப்பதை உறுதி செய்கின்றது.

4. பென்சீனின் கெக்குலே அமைப்பு:

1865 ஆம் ஆண்டு ஆகஸ்ட் கெக்குலே என்பவர் பென்சீனில் உள்ள ஆறு கார்பன் அணுக்களும் சமதள வளைய அமைப்பினை பெற்றிருப்பதுடன் கார்பன்-கார்பன் ஒற்றைப் பிணைப்பும் இரட்டை பிணைப்பும் மாறி மாறி அமைந்திருக்கலாம் என தெரிவித்தார்.

இதற்கு பின்வரும் இரண்டு மறுப்புகள் உள்ளன.

(i) பென்சீன் ஆனது ஒரே ஒரு ஆர்த்தோ இரட்டை பதிலீடு விளைப்பொருளைத் தருகின்றது. ஆனால் கெக்குலே அமைப்பில், இரண்டு ஆர்த்தோ இரட்டை பதிலீடு விளைப்பொருள்கள் இருப்பதை கீழ்க்கண்டவாறு அறியப்படுகின்றன.

(ii) பென்சீனில் மூன்று இரட்டைப்பிணைப்புகள் இருப்பினும், அது ஆல்கீன்களைப் போல் சேர்க்கை வினைக்கு ஏன் உட்படவில்லை என்பதை கெக்குலே அமைப்பு விளக்கவில்லை இம் மறுப்புகளுக்கான காரண விளக்கமாக, பென்சீனானது பின்வரும் விரைவு சமநிலையில் உள்ள இரு வடிவங்களின் கலவையாக உள்ளது என கெக்குலே தெரிவித்தார்.

5. பென்சீனின் உடனிசைவுகள் : 

அணுக்களின் அமைவிடங்கள் மாற்றாமல், ஓர் சேர்மத்திற்கு இரண்டு அதற்கு மேற்பட்ட அமைப்புகளை எழுத முடியுமானால், அந்நிகழ்வே உடனிசைவு எனப்படுகிறது. மூலக்கூறின் உண்மையான அமைப்பு என்பது, அனைத்து உடனிசைவு அமைப்புகளின், உடனிசைவு இனக்கலப்பு அமைப்பாகும். பென்சீனில், கெக்குலேயின் அமைப்புகளான (1) மற்றும் (2) உடனிசைவு அமைப்புகளாகும், உடனிசைவு அமைப்புகளான (1) மற்றும் (2) ஆகியவற்றின் உடனிசைவு இனக்கலப்பினை அமைப்பு (3) குறிப்பிடுகிறது.

அமைப்பு (1) மற்றும் (2) ஆகியன கருத்தியலாக மட்டுமே உள்ள அமைப்புகளாகும் இவ்விரு உடனிசைவு அமைப்புகளின் இனக்கலப்பே பென்சீனின் கருதப்படும் உண்மையான வடிவமாகும்.

6. நிரநிறல் அளவீடுகள்:

பென்சீன் சமதள அமைப்புடையது என நிரநிறல் அளவீடுகள் காட்டுகின்றன. இவற்றில் உள்ள அனைத்து கார்பன் - கார்பன் பிணைப்புகளும் சமநீளம் உடையவை. (பிணைப்பு நீளம் 1.40 Å). இந்த மதிப்பானது கார்பன் - கார்பன் ஒற்றை பிணைப்பு நீளத்திற்கும் (1.54 Å) மற்றும் கார்பன் – கார்பன் இரட்டை பிணைப்பு நீளத்திற்கும் (1.34 Å) இடையே அமைந்துள்ளது.

7. மூலக்கூறு ஆர்பிட்டால் அமைப்பு :

பென்சீனின் அமைப்பை மிகக்தெளிவாக மூலக்கூறு ஆர்பிட்டால் கொள்கையின் மூலம் விளக்கலாம். பென்சீனின் உள்ள அனைத்து கார்பன் அணுக்களும் sp2 இனக்கலப்பிற்கு உட்படுகின்றன. ஆறு கார்பனின் sp2 இனக்கலப்பு ஆர்பிட்டால்கள், ஆறு ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் 1s  ஆர்பிட்டால்களுடன், நேர்கோட்டில் மேற்பொருந்தி, ஆறு C - H சிக்மா பிணைப்புகளைத் தருகின்றன. மீதமுள்ள கார்பனின் sp2 இனக்கலப்பு ஆர்பிட்டால்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று மேற்பொருந்தி, ஆறு C -C சிக்மா பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றன

பென்சீனின் அனைத்து σ பிணைப்புகளும் ஒரே தளத்தில் அமைந்துள்ளன. இதன் பிணைப்பு கோணம் 120°ஆகும். ஒவ்வொரு கார்பன் அணுவும் ஒற்றை எலட்ரானை கொண்ட இனக்கலப்டையாத p - ஆர்பிட்டாலைக் கொண்டுள்ளன. இந்த p - ஆர்பிட்டால்கள் பக்கவாட்டில் மேற்பொருந்தி மூன்று π பிணைப்புகளைத் தருகின்றன. p – ஆர்பிட்டாலில் உள்ள ஆறு எலட்ரான்களும், ஆறு கார்பன் அணுக்களுடன் பங்கிடப்பட்டு உள்ளடங்கா அமைப்பைத் தருகின்றன. இத்தகைய உள்ளடங்காத் தன்மையால், வலிமையானா π பிணைப்பு உருவாகி, மூலக்கூறின் நிலைப்பு தன்மை அதிகரிக்கின்றது. எனவே பென்சீனானது, ஆல்கின்கள் மற்றும் ஆல்கைன்கள் போல் சேர்க்கை வினைக்கு உட்படாமல், சாதாரண நிபந்தனைகளில் பதிலீட்டு வினைகளுக்கு உட்படுகின்றன.

படம் 13.7 அனைத்து கார்பன் அணுக்களும் P -ஆர்பிட்டாலைக் கொண்டுள்ளன. ஆறு p -ஆர்பிட்டால்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று கலந்து உள்ளடங்கா மூலக்கூறு ஆர்பிட்டாலைத் தருகின்றது. 

8. பென்சீனை குறித்துக்காட்டுதல்:

எனவே, பின்வரும் மூன்று வழிகளில் பென்சீனை குறித்துக்காட்டலாம்.

பென்சீன் மற்றும் அதன் படிவரிசை சேர்மங்கள்

பென்சீன் மற்றும் அதன் படிவரிசைச் சேர்மங்கள் இனிய நறுமணமுடைய நிறமற்ற நீர்மங்கள் ஆகும். அவை நீரின் அடர்த்தியைவிட குறைவான அடர்தியினை பெற்றுள்ளன மேலும் நீரில் கரையா பண்பினை பெற்றுள்ளன. இவற்றின் ஆவிகள் எளிதில் தீப்பற்றக்கூடியவை மற்றும் நச்சுத்தன்மை வாய்ந்தவை.