AROMATICITÉ

Propriétés générales des molécules aromatiques

Il résulte de ce qui précède que l'aromaticité est essentiellement liée à la délocalisation des électrons sur toute la molécule. Cette délocalisation entraîne un certain nombre de conséquences.

Aspect énergétique

Si les électrons ne restent pas localisés sur des doubles liaisons indépendantes, mais forment un nuage continu qui s'étend sur toute la molécule, c'est que l'énergie du système est plus basse dans ce dernier état. En d'autres termes, la conjugaison se traduit par une stabilisation du système. L'abaissement de l'énergie est appelé énergie de conjugaison (cette expression est synonyme d'énergie de résonance, mais doit lui être préférée).

Le cas du benzène a été particulièrement étudié. La chaleur dégagée par l'hydrogénation d'une double liaison bisubstituée, mais isolée, est de 112 kJ par mole. Si les trois doubles liaisons étaient indépendantes comme le veut la formule de Kekulé, la chaleur d'hydrogénation de la molécule de benzène serait de 336 kJ. Or, en réalité, elle n'est que de 208 kJ. C'est que l'énergie de la molécule réelle conjuguée est inférieure de 150 kJ à l'énergie de la formule hypothétique de Kekulé. On obtient le même résultat en considérant les chaleurs de combustion.

On notera que l'hexatriène :

qui contient trois doubles liaisons conjuguées, forme un système beaucoup moins stable et non aromatique : son énergie de conjugaison est seulement de quelques kJ/mole. Cet exemple nous montre donc l'importance d'avoir une conjugaison cyclique.

À titre indicatif, on peut donner les énergies de conjugaison de quelques molécules aromatiques, énergies calculées à partir de la formule de Kekulé :

benzène
Problème sur une balise : pcond -
<pcond asc="_"/>
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150 kJ naphtalène
Problème sur une balise : pcond -
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322 kJ anthracène
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485 kJ azulène
Problème sur une balise : pcond -
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192 kJ

Plus l'énergie de conjugaison est grande, plus le système est stable. Comme application, nous signalerons le cas de l'azulène et du naphtalène, qui sont isomères et dont les formules de Kekulé de référence ont même énergie puisqu'elles contiennent le même nombre de doubles et de simples liaisons. L'azulène est donc moins stable que le naphtalène, ce qui explique qu'une élévation de température en présence de catalyseur (soufre) le transforme en naphtalène.

Incidence sur la géométrie moléculaire

Nous avons vu que dans le benzène la délocalisation des électrons entraînait l'uniformisation des longueurs de liaisons. Ce phénomène est absolument général, mais l'uniformisation ne peut être aussi parfaite dans toutes les molécules où les liaisons occupent des positions respectives différentes. Par exemple, dans le naphtalène, les distances interatomiques sont (en nm) :

Dans l'azulène, les liaisons périphériques mesurent toutes approximativement 0,14 nm, mais la liaison binucléaire 0,147 nm. Dans le graphite, toutes les distances C − C sont évidemment égales : 0,142 nm.

Charges électroniques

On peut penser a priori que la délocalisation des électrons va se traduire par un déplacement[...]

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Écrit par

André JULG : professeur émérite à l'université de Provence

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Classification

Pour citer cet article

André JULG. AROMATICITÉ [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

JULG, A.. AROMATICITÉ. Encyclopædia Universalis. (consulté le )

JULG, André. « AROMATICITÉ ». Encyclopædia Universalis. Consulté le .

JULG, André. « AROMATICITÉ ». Encyclopædia Universalis [en ligne], (consulté le )

Médias

Kekulé - crédits : AKG-images — Kekulé

AKG-images

Composés aromatiques - crédits : Encyclopædia Universalis France — Composés aromatiques

Encyclopædia Universalis France

Autres références

ALDÉHYDES ET CÉTONES
- Écrit par Jacques METZGER
- 7 350 mots
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L'acylation des aromatiques par les chlorures d'acides en présence de chlorure d'aluminium est l'une des façons les plus générales d'obtenir des arylcétones ( réactions d'acylation de Friedel et Crafts). Le chlorure d'aluminium complexe le chlorure d'acide et le transforme en excellent électrophile...
AMINES
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Les amines aromatiques primaires, secondaires et tertiaires sont des dérivés de l'ammoniac dont un hydrogène au moins est remplacé par un reste aromatique. Le représentant le plus important de cette famille est l' aniline ou monoaminobenzène.
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L' aniline est un composé organique renfermant une fonction amine primaire, c'est-à-dire un atome d'azote lié à un carbone et à deux hydrogènes ; l'atome de carbone appartenant à un noyau benzénique, il s'agit d'une amine aromatique, la plus simple de toutes. Elle a pour formule...
ANTHRACÈNE
- Écrit par Dina SURDIN
- 233 mots
Formule brute : C₁₄H₁₀
Masse moléculaire : 178,22 g
Masse spécifique : 1,25 g/cm³
Point de fusion : 217 ⁰C
Point d'ébullition : 354-355 ⁰C.
Cet hydrocarbure cyclique cristallise en prismes monocliniques incolores et présente une fluorescence violette quand il est absolument pur.
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