Stabilità dei dieni coniugati

Le stabilità relative dei dieni non coniugati e coniugati possono essere valutate confrontando i loro calori di idrogenazione.

Ad esempio, il calore di idrogenazione dell'1-butene è -127 kJ/mol. Ci si aspetterebbe che questo valore aumenti di due volte nell'1,3-butadiene; tuttavia, è inferiore di 15 kJ/mol rispetto al previsto.

Quindi, cosa rende i dieni coniugati più stabili?

Il legame singolo carbonio-carbonio nei sistemi coniugati è formato da una sovrapposizione sp^{2-sp 2} rispetto a una sovrapposizione sp^{3-sp 2} nei sistemi isolati. Poiché gli orbitali sp² hanno un carattere s più alto, il legame σ nei dieni coniugati è più corto e più forte.

Inoltre, la delocalizzazione degli elettroni π conferisce una maggiore stabilità ai sistemi coniugati.

Affinché la delocalizzazione degli elettroni abbia effetto, gli orbitali p devono essere paralleli, vincolando la geometria molecolare a una struttura planare.

I conformeri s-cis e s-trans dell'1,3-butadiene soddisfano il criterio di planarità, con s-trans più stabile. L'energia di attivazione cis-trans è di circa 15 kJ/mol, equivalente all'energia di stabilizzazione dei dieni coniugati.