Органическая химия Лекция 24 Бензол. Строение бензола, природа ароматического состояния. План 1. Бензол. Строение бензола. 2. Природа ароматического состояния. Бензол. Строение бензола. Ароматические углеводороды ( арены) — карбоциклические углеводороды, в состав молекул которых входит одно или несколько бензольных колец. Общая формула гомологического ряда аренов Cn H2n −6, M r(C n H2 n −6) = 14n − 6. Простейшим представителем аренов является бензол, молекулярная формула которого C6H6. Структурную формулу бензола записывают двояким образом: формула с чередующимися одинарными и двойными связями (I) была предложена Ф. Кекуле (рис. 25.1, а), формула с кольцом внутри (II) (рис. 25.1, б). Рассмотрим подробнее строение молекулы бензола. Каждый атом углерода содержит четыре валентных электрона, три из которых участвуют в образовании σ-связей: C–H (один электрон) и C–C (два электрона). Для обеспечения лучшего перекрывания эти орбитали принимают грушеобразную форму (рис. 25.2). Таким образом, молекула бензола представляет собой правильный и плоский замкнутый шестиугольник, в котором валентные углы HCH и HCC равны 120 °C. В химическом отношении все шесть атомов водорода равноценны, как равноценны между собой и все атомы углерода. Экспериментально установлено, что в молекуле бензола нет ни чисто одинарных, ни чисто двойных связей углерод — углерод (иногда говорят, что они Органическая химия полуторные). Это подтверждается тем, что в молекуле бензола длины всех связей углерод — углерод одинаковые — 0,140 нм. Равноценность всех связей углерод — углерод и образование в молекуле единой шестиэлектронной πсистемы как раз и отражает структура молекулы бензола с кружком внутри цикла (см. рис. 25.1, б). В ряду этан → бензол → этен → этин длина связи углерод — углерод возрастает. Члены гомологического ряда аренов можно рассматривать как производные бензола, поэтому их названия являются производными от названия первого члена гомологического ряда. Если заместитель один, то его положение в кольце не указывают. В случае двух и более заместителей атомы углерода в бензольном кольце нумеруют арабскими цифрами так, чтобы сумма цифр заместителей была минимальной (направление нумерации — по или против часовой стрелки — не имеет значения). Заместители перечисляют в алфавитном порядке. Если заместители разные, то начало нумерации определяется названием заместителя: За некоторыми аренами сохранились тривиальные названия, которые можно использовать в номенклатуре аренов: При наличии двух заместителей используют также приставки орто- (о), мета- (м-) и пара- (п-). В этих случаях заместители располагаются соответственно в положениях 1, 2; 1, 3; 1, 4: Органическая химия Группа C6H5– называется фенил, а группа C6H5–CH2– — бензил. Изомерия: - структурная изомерия. - межклассовая изомерия, как ациклического, так и циклического строения, например: HC≡C–C≡C–CH2–CH3 CH≡C–CH2–CH2–C≡CH CH2=CH–C≡C–CH=CH2 Для изомеров, содержащих алкильные группы в бензольном кольце, изомерия обусловлена как изомерией углеродного скелета бокового заместителя, так и изомерией взаимного положения заместителей в кольце. Примеры структурных формул изомерных аренов состава C9H12:
