¿Por qué el anillo de 3 miembros es más reactivo que el benceno?

El benceno se debe a su aroma, un compuesto estable inusual o, para citar a Steve Harris, el benceno es como un rey y una reina en una esquina con una cubierta de peón.

Es mucho más estable en comparación con, por ejemplo; el ciclohexeno y, además, el ciclopropano es el menos estable de todos los cicloalcanos: tiene dos tipos de cepas que no son ideales:

Tensión angular:

un carbono sp3 ‘normal’ tiene un ángulo de enlace de 109.5 ° en ciclopropano, el ángulo de enlace es forzado a un ángulo de enlace de 60 °. La superposición del orbital no será ideal.

© Pearson Prentice Hall, inc.

(La tensión del ángulo es (109.5 ° –60 °) / 2 = 24.7 °)

En el benceno, los tres orbitales híbridos sp2 se disponen en un ángulo de 120 ° como en un hexágono regular; si comparáramos con el ciclohexano, un anillo de ciclopropano no puede doblarse fuera del plano como el conformador de la silla del ciclohexano para aliviar la tensión del ángulo.

Tensión torsional:

Los hidrógenos en el ciclohexano están todos eclipsados. De nuevo, no es lo que quieres.

© Pearson Prentice Hall, inc.

Se pueden hacer argumentos similares para los anillos de 3 miembros.

Los anillos de tres miembros tienen una tensión significativa debido a los ángulos de enlace estrechos. Esto significa que se romperán más fácilmente, lo que significa que habrá energías de activación más bajas para las reacciones. Esto se traduce en más reactividad.