Що таке ароматичні вуглеводні?

Однією із сполук, яка є багатою в природі, є сполука вуглецю, в якій ця сполука складається з атомів вуглецю та інших атомів, пов'язаних з атомами вуглецю. Однією з найпростіших сполук вуглецю є вуглеводні, в яких є ненасичені сполуки, звані ароматичними вуглеводнями.

Ароматичні вуглеводні або арени - це циклічні вуглеводні, що мають подвійні зв’язки. Ця сполука має шість атомів вуглецю в кільці з чергуванням одинарних та подвійних зв’язків, відомих як бензольне кільце. Тим часом ароматичні сполуки, що містять бензольне кільце, відомі як бензоноїди, а ті, що не містять бензольного кільця, відомі як небензоноїдні.

Бензол - це ще одна назва найвідоміших ароматичних вуглеводнів, де молекулярна формула цього бензолу є C6H6, що вказує на те, що ця сполука є дуже ненасиченою. Існування подвійних зв'язків у бензолі, що чергуються, робить цю вуглеводневу сполуку відносно стабільною молекулою та утворює триозоніди в озонольсі.

Фізичні властивості арени (ароматичні вуглеводні)

Арени - це неполярні молекули, як правило, безбарвні або тверді рідини з характерним ароматом, такі як ті, що містяться в освіжувачах повітря та камфорі. Арени не можуть змішуватися у воді, але легко змішуються з органічними розчинниками і згорають світящимся сажистим полум’ям.

(Читайте також: Розуміння фізичних та хімічних змін та приклади)

Хімічні властивості Arena

Арена зазнала реакцій електрофільного заміщення, де ці реакції включали реакції галогенування, нітрування, сульфування та реакції Фріделя. Механізм електрофільного заміщення включає 3 етапи, а саме: генерування електрофілів, утворення проміжних катіонів вуглецю та видалення протонів із карбокатіону та утворення продуктів.

• Галогенування

Ароматичні вуглеводні реагують з галогенами завдяки наявності кислот Льюїса, таких як AlCl₃ або FeCl₃ або FeBr₃ утворювати галоарену.

• Нітрування

Водень з бензольного кільця замінюється нітрогрупою (-NO2) при нагріванні бензолу сумішшю концентрованої азотної кислоти та концентрованої сірчаної кислоти (так званої азотної суміші).

• Реакція Фріделя-Крафта

У цій реакції бензол обробляють алкилгалогенидами в присутності безводного хлориду алюмінію і утворює алкилбензол.

• Горіння

Загальними реакціями горіння ароматичних вуглеводнів є:

Спалювання бензолу:

C.₆H₆ + 15/2 O₂ ——- 6CO₂ + 3Н₂O + Енергія

Ефекти функціонального керування групою

Положення другого заступника в бензолі залежить від природи заступника, який вже присутній у бензольному кільці. Це відоме як заміщаючий режисерський ефект.

• Керівна група орто і пара керують групами, які входять в орто- і пара-позиції. Приклад: –OH, –NH2, –NHR, –NHCOCH3, –OCH3, –CH3. Ці групи активують бензольне кільце проти електрофільного заміщення.
• Група мета-директив спрямовує групу, яка потрапляє в метапозицію: Прикладами драйвера мета-групи є: -NO2, -CN, -CHO, -COR, -COOH, -COOR, -SO3H.