Файл: rior_10.pdf

именьшими  цифрами  (направление  нумерации  не 

имеет значения), для дизамещенных соединений ис­

пользуют  следующие  обозначения:  1,2­  орто­  (

о

­), 

1,3­ мета­ (

м

­), 1,4 пара­ (

п

­) положение.

бензол

толуол

ксилол

СН

3

СН

3

СН

3

Н

3

C

Н

3

C

C

3

Н

3

1

2

3

4

5

6

1,2­ диметил­4­этилбензол

52.  стрОение бензОла.  

физические свОйства aренОв

Бензол  содержит  шесть  атомов  углерода  и  шесть 

водорода. 

Ф.  Кекуле

  выдвинул  гипотезу  (1865),  что 

бензол является равновесным гибридом двух альтер­

нативных структур гексатриена­1,3,5:

противоречия гипотезы кекуле:

•

Согласно  формуле  Кекуле,  для  бензола,  содержа­

щего  три  двойные  связи,  должны  быть  характерны 

реакции  присоединения.  Но  бензол  не  обесцвечи­

вал  бромную  воду  и  разбавленный  щелочной  вод­

ный раствор перманганата калия.

•

Формула  Кекуле

  предполагает  существование 

двух  изомеров  для  1,2­дизамещенных  бензолов, 

содержащих  заместители  у  соседних  атомов  угле­

рода в кольце.

современная теория строения бензола:

•

все атомы углерода и водорода в молекуле бензола 

лежат в одной плоскости;

•

C—C  связи  кольца  имеют  одинаковую  длину 

0,139 нм;

•

углы между связями С—С и С—Н равны 120°.

В  бензоле  каждый  атом  углерода  связан  с  тремя 

другими  (с  двумя  атомами  углерода  и  атомом  водо­

рода), следовательно, находится в состоянии 

sp

2

­ги­

бридизации. Все эти связи являются

 у-

связями. Пос­

ле  образования  связей  с  двумя  атомами  углерода  и 

одним  атомом  водорода  у  каждого  атома  углерода 

остается  по  электрону  на  негибридизованной

  р-

ор­

битали,  состоящей  из  двух  одинаковых  частей,  рас­

положенных  над  и  под  плоскостью  кольца.  Негибри­

дизованная

  р-

орбиталь  каждого  атома  углерода  пе­

рекрывается  с

  р-

орбиталями  двух  coседних  атомов 

углерода. В результате образуется единое электрон­

ное облако, плотность которого равномерно распре­

делена  по  всему  бензольному  кольцу  (

делокализа-

ция электронов

). 

правило

Xюккеля

: к ароматическим системам от­

носят моноциклические карбоциклы, имеющие плос­

кое строение и содержащие в замкнутой системе со­

пряжения (4

n

 + 2) электронов. Так, для бензола 

n

 = 1, 

и он содержит шесть

 р-

электронов, которые называ­

ют ароматическим секстетом.

физические свойства.

Ароматические  углеводороды  —  жидкие  или  твер­

дые вещества, плотность которых меньше плотности 

воды, нерастворимы в воде, сами являются хороши­

ми  растворителями  для  многих  органических  соеди­

нений.

Бензол  —  легкокипящая,  бесцветная,  нераствори­

мая в воде жидкость со своеобразным запахом. При 

охлаждении  он  легко  застывает  в  белую  кристалли­

ческую массу с температурой плавления 5,5 °С. Пары 

бензола  с  воздухом  образуют  взрывчатую  смесь. 

Жидкий бензол и пары бензола ядовиты.

53.  пОлучение аренОв
1.

из  продуктов  сухой  перегонки  (коксования) 

каменного угля.

2.

из нефти

 — как при первичной ее обработке, так 

и в результате ароматизации.

3.

дегидрирование  шестичленных  алицикли-

ческих  углеводородов:

  пропускание  паров  алицик­

лических углеводородов над катализаторами (Mo

2

O

3

, 

Al

2

O

3

или

Pd) при высоких температурах (500—600 °C) 

и давлении (2—3 MПа) (

Н.Д. Зелинский

).

4.

дегидроциклизация  алканов  и  алкенов

,  со­

держащих  не  менее  шести  атомов  углерода  (усло­

вия —  катализаторы  (платинированный  уголь,  оксид 

хрома),  температура  300—500  °C), 

Б.А.  Казанский, 

В.Л. Молдавский, А.Ф. Платэ

.

5.  синтез  вюрца—фиттига

  —  получение  произ­

водных  бензола  (обработка  смеси  алифатического  и 

ароматических  галогенпроизводных  металлическим 

натрием).

6.  получение  бензола  из  ацетилена 

(

Н.Д.  Зе-

линский, Б.А. Казанский

).

3НС

≡

CH

С, 600 °C

54.  химические свОйства аренОв:  

реакции присОединения и Окисления

По химическим свойствам арены занимают проме­

жуточное место между предельными и непредельны­

ми углеводородами.

1. реакции присоединения.

а) Гидрирование (присоединение водорода):

циклогексан

бензол

+ 3Н

2

Ni, Pt, Pd

б) Присоединение хлора или брома по радикально­

му  механизму  (при  освещении  ультрафиолетовыми 

лучами).

2. реакция окисления.

а) Озонирование:

б) При длительном нагревании толуола с KMnO

4

 все 

же  происходит  обесцвечивание  раствора,  но  в  этом 

случае происходит окисление метильной группы, а не 

разрушение бензольного кольца:

в)  Как  все  углеводороды,  бензол  горит  коптящим 

пламенем.

C

6

H

6

 + 3О

2

3HC(О)—C(О)H

бензол

глиоксаль

C

6

H

5

CH

3

 + 2[О]

C

6

H

5

COOH

бензойная кислота