АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ СТРОЕНИЕ,СВОЙСТВА БЕНЗОЛА

Ароматические углеводороды (арены) – органические соединения, молекулы которых содержат устойчивые циклические структуры – бензольные кольца, с особым характером связей. Простейший представитель - бензол С 6 Н 6 Впервые обнаружен в 1825 г. в светильном газе М.Фарадеем. С 6 Н 6 - бесцветная жидкость со своеобразным запахом, нерастворима в воде, ядовита, легкокипящая, t кип = 78 0 С, ρ= 0,88 г/см 3

Впервые синтезировал бензол из ацетилена французский химик Бертло в 1866 г 3С 2 Н 2 С 6 Н 6 В 1900 г французский химик Сабатье подверг бензол гидрированию и получил циклогексан, что явилось доказательством циклического строения бензола. С 6 Н 6 + 3Н 2 СН 2 Н 2 С СН 2 СН 2

Первую структурную формулу бензола предложил немецкий химик А.Кеккуле СН СН СН СН

ГИБРИДИЗАЦИЯ + = + s p 3 sp 2 p Атомы углерода в молекуле бензола находятся в состоянии sр 2 -гибридизации, т.е. гибридизации подвергаются 1s- и 2 р- облака и одно р-облако сохраняет форму объемной восьмерки.

Гибридные облака по 3 от каждого атома углерода располагаются под 120 о друг к другу и в этих направлениях образуют по 3σ-связи с соседними атомами (2σ-связи с атомами углерода и 1σ-связь с атомом водорода)

Негибридизированные р-облака, по одному от каждого атома углерода, располагаются перпендикулярно плоскости кольца. Перекрываясь своими боковыми частями, р-облака образуют между атомами углерода дополнительно 6 π-связей.

р-электроны в молекуле бензола делокализованы и образуют единое шести- р- электронное облако, расположенное в виде двух «бубликов» сверху и снизу бензольного кольца. Электронная плотность распределяется в молекуле равномерно, все связи между атомами совершенно одинаковы.

Поэтому структурную формулу бензола изображают: СН СН СН или СН СН СН В молекуле бензола ароматическая связь – полуторная, т.е. промежуточная между σ- и π-связью, обусловленная наличием единого 6-р-электронного облака. Длина С – С-связей – 0,140 нм

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

В молекуле бензола ароматическая связь – промежуточная между σ - и π- связью => бензол обладает промежуточными свойствами между предельными и непредельными углеводородами, т.е. проявляет свойства предельных и непредельных углеводородов Реакции замещения в бензольном ядре Реакции присоединения к бензольному ядру Реакции окисления Химические свойства бензола можно разделить на 3 группы:

Реакции замещения 1.Галогенирование, но бромную воду не обесцвечивает: С 6 Н 6 + Br 2 С 6 Н 5 Br + HBr 2. Нитрование – взаимодействие с НNO 3 нитрующая смесь: НNO 3 (к) + Н 2 SO 4 (к) С 6 Н 6 + НNO 3 С 6 Н 5 NO 2 + H 2 O Вывод: Бензол вступает в реакции замещения как предельные углеводороды, но они у него протекают легче. FeBr 3 t Н 2 SO 4 (к) Нитробензол-желтый, запах горького миндаля

Реакции присоединения 1. Гидрирование С 6 Н 6 + Н 2 С 6 Н Хлорирование – при УФ-облучении С 6 Н 6 + Cl 2 С 6 Н 6 Cl 6 Вывод: Бензол вступает в реакции присоединения как непредельный углеводород, но они у него протекают гораздо труднее. t Ni гексахлорциклогексан циклогексан

Реакции окисления Полное окисление – горение: 2 С 6 Н О 2 12СО Н 2 О + Q Горит коптящим пламенем, т.к. высоко % содержание углерода.

Получение бензола 1. Выделяют при коксовании каменного угля 2. Тримеризация ацетилена 3 С 2 Н 2 С 6 Н 6 3. Дегидрирование циклопарафинов – ароматизация С 6 Н 12 С 6 Н 6 + 3Н 2 4. Дегидрирование и циклизация алканов. С 6 Н 14 С 6 Н 6 + 4Н С акт. уголь t Pt t

Применение