Ароматические углеводороды. Бензол

Бензол

Была уста­новлена его молекулярная формула — C6H6. В 1865 г. Ф. Кекуле предложил его структурную формулу как циклогексантриена-1,3,5.
В настоящее время бензол обозначают или фор­мулой Кекуле, или шестиугольником, в котором изображают окружность.

Американский ученый Л. Полинг предло­жил представлять бензол в виде двух граничных структур, отличающихся распределением элект­ронной плотности и постоянно переходящих друг в друга:
т. е. считать его промежуточным соединением, «усреднением» двух структур.
Данные измерений длин связей подтверждают это предположение. Выяснено, что все связи С—С в бензоле имеют одинаковую длину (0,139 нм). Они несколько короче одинарных С—С связей (0,154 нм) и длиннее двойных (0,132 нм).

Существуют также соединения, молекулы ко­торых содержат несколько циклических структур, например:

Атомы в ароматическом кольце нумеруют, на­чиная от старшего заместителя к младшему:
Если заместители одинаковые, то нумерацию проводят по самому короткому пути: например, вещество:

Физические свойства: ароматических углеводородов
Бензол и его простейшие гомологи в обычных ус­ловиях — весьма токсичные жидкости с характер­ным неприятным запахом.
Они плохо растворяются в воде, но хорошо — в органических растворителях.

Реакции замещения.
Ароматические углеводороды вступают в реакции замещения.
1. Бромирование.
При реакции с бромом в присутствии катализатора, бромида железа (III), один из атомов водорода в бензольном кольце может замещаться на атом брома:
2. Нитрование бензола и его гомологов. При вза­имодействии ароматического углеводорода с азот­ной кислотой в присутствии серной (смесь серной и азотной кислот называют нитрующей смесью) происходит замещение атома водорода на нитро­группу — NO2:

Реакции присоединения.
Ароматические соеди­нения могут вступать и в реакции присоединения к бензольному кольцу. При этом образуются цикло­гексан и его производные.
1.Гидрирование.
Каталитическое гидрирование бензола протекает при более высокой температуре, чем гидрирование алкенов:
2. Хлорирование. Реакция идет при освещении ультрафиолетовым светом и является свободнора­дикальной:

Гомологи бензола
Состав их молекул отвечает формуле CnH2n-6. Ближайшие гомологи бензола:
Все следующие за толуолом гомологи бензола имеют изомеры. Изомерия может быть связана как с числом и строением заместителя (1, 2), так и с положением заместителя в бензольном кольце (2, 3, 4). Соединения общей формулы C8H10:

бромирование:
нитрование:
Толуол окисляется перманганатом при нагрева­нии: