-->
Àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû, àðåíû. Áåíçîë. Õèìèÿ 10 êëàññ. Áàçîâûé óðîâåíü. Êóçíåöîâà.Èíòåðàêòèâíûå çàäàíèÿ
< !-- ot vovana -->
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

Ãëàâíàÿ >> Õèìèÿ 10 êëàññ. Áàçîâûé óðîâåíü. Êóçíåöîâà

Ãëàâà 5. Óãëåâîäîðîäû

 


Àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû (àðåíû). Áåíçîë

Ãîìîëîãè áåíçîëà

Áåíçîë, êàê è ìåòàí, ÿâëÿåòñÿ ðîäîíà÷àëüíèêîì ãîìîëîãè÷åñêîãî ðÿäà àðåíîâ. Ãîìîëîãè áåíçîëà — ýòî åãî ïðîèçâîäíûå, ó êîòîðûõ îäèí èëè íåñêîëüêî àòîìîâ âîäîðîäà çàìåùåíû íà ðàäèêàëû. Ïðèâåä¸ì íåñêîëüêî ôîðìóë ýòîé ãðóïïû ãîìîëîãîâ:

Ðàäèêàë áåíçîëà Ñ6Í5— íàçûâàåòñÿ ôåíèëîì.

    Çàäàíèå. Âûâåäèòå îáùóþ ôîðìóëó óãëåâîäîðîäîâ ðÿäà áåíçîëà.

Ïåðâûå ÷ëåíû ãîìîëîãè÷åñêîãî ðÿäà áåíçîëà ÿâëÿþòñÿ áåñöâåòíûìè æèäêîñòÿìè ñî ñâîåîáðàçíûì çàïàõîì. Îíè ëåã÷å âîäû è â âîäå íå ðàñòâîðÿþòñÿ, õîðîøî ðàñòâîðÿþòñÿ â îðãàíè÷åñêèõ ðàñòâîðèòåëÿõ è ñàìè ÿâëÿþòñÿ ðàñòâîðèòåëÿìè.

Äëÿ àðåíîâ, ñòîÿùèõ â ãîìîëîãè÷åñêîì ðÿäó ïîñëå ìåòèëáåíçîëà, õàðàêòåðíà èçîìåðèÿ: èçîìåðèÿ çàìåñòèòåëåé è èçîìåðèÿ ïîëîæåíèÿ çàìåñòèòåëåé.

 ñëó÷àå èçîìåðèè ïîëîæåíèÿ çàìåñòèòåëÿ íàäî ïðîíóìåðîâàòü àòîìû óãëåðîäà, ÷òîáû íàçâàòü ýòè âåùåñòâà.

×àñòî ïîëîæåíèå äâóõ çàìåñòèòåëåé îáîçíà÷àþò íå öèôðàìè, à áóêâàìè. Îðòî (î-) îçíà÷àåò «ðÿäîì»; ìåòà (ì-) — «÷åðåç»; ïàðà (n-) — «íàïðîòèâ». Òîãäà 1,2-äèìåòèëáåíçîë íàçûâàþò î-äèìåòèëáåíçîëîì èëè î-êñèëîëîì; 1,3-äèìåòèë áåíçîë — ì-äèìåòèëáåíçîëîì èëè ì-êñèëîëîì; 1,4-äèìåòèëáåíçîë — n-äèìåòèëáåíçîëîì èëè n-êñèëîëîì.

Çàìåùåíèå àòîìîâ âîäîðîäà â ìîëåêóëå áåíçîëà âîçìîæíî êàê íà ïðåäåëüíûå, òàê è íà íåïðåäåëüíûå ðàäèêàëû, íàïðèìåð âèíèë (ÑÍ2=ÑÍ—):

Ñòèðîë — áåñöâåòíàÿ æèäêîñòü ñ ïðèÿòíûì çàïàõîì. Ëåãêî ïîëèìåðèçó- åòñÿ ñ îáðàçîâàíèåì ïîëèñòèðîëà:

Ïîëó÷åíèå ãîìîëîãîâ áåíçîëà.  1877 ã., ðàáîòàÿ ñîâìåñòíî â Ïàðèæñêîì óíèâåðñèòåòå, àìåðèêàíñêèé ó÷¸íûé Ä. Êðàôòå è ôðàíöóçñêèé õèìèê Ø. Ôðèäåëü ïðîâåëè ðåàêöèþ àëêèëèðîâàíèÿ áåíçîëà è ïîëó÷èëè ìåòèëáåíçîë (òîëóîë):

Ýòà ðåàêöèÿ áûëà íàçâàíà â ÷åñòü ïåðâîîòêðûâàòåëåé ðåàêöèåé Ôðèäåëÿ — Êðàôòñà. Òîëóîë ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ âçðûâ÷àòûõ âåùåñòâ è áåíçîéíîé êèñëîòû.

Îñîáåííîñòè õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ ãîìîëîãîâ áåíçîëà

Ïðîáëåìà. Îïûòíûì ïóò¸ì óñòàíîâëåíî, ÷òî ãîìîëîãè áåíçîëà ëåã÷å âñòóïàþò â ðåàêöèþ çàìåùåíèÿ, ÷åì áåíçîë. Ïî÷åìó?

Î÷åâèäíî, îáúÿñíåíèå íóæíî èñêàòü âî âçàèìíîì âëèÿíèè àòîìîâ â ìîëåêóëàõ ãîìîëîãîâ áåíçîëà. Ðàññìîòðèì ýòî ïîëîæåíèå íà ïðèìåðå òîëóîëà.

Ìåòèëüíàÿ ãðóïïà â ìîëåêóëå òîëóîëà ÿâëÿåòñÿ äîíîðîì ýëåêòðîíîâ, ñìåùàåò ýëåêòðîííóþ ïëîòíîñòü îò ñåáÿ â ñòîðîíó áåíçîëüíîãî ÿäðà:

 ðåçóëüòàòå ýòîãî ñìåùåíèÿ íàðóøàåòñÿ ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè ïî âñåìó áåíçîëüíîìó ÿäðó, óâåëè÷èâàåòñÿ ýëåêòðîííàÿ ïëîòíîñòü â ïîëîæåíèÿõ 2, 4, 6, è àòîìû âîäîðîäà ñòàíîâÿòñÿ áîëåå ïîäâèæíûìè è ëåãêî çàìåùàþòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, áîëüøàÿ ðåàêöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü áåíçîëüíîãî ÿäðà â ïîëîæåíèÿõ 2, 4, 6 îáúÿñíÿåòñÿ âëèÿíèåì ðàäèêàëà ìåòèëà.

Òîëóîë ëåã÷å, ÷åì áåíçîë, âñòóïàåò â ðåàêöèþ íèòðîâàíèÿ.

Òðèíèòðîòîëóîë (òðîòèë, èëè òîë) — ìîùíîå âçðûâ÷àòîå âåùåñòâî.

Íà îñíîâàíèè òåîðèè õèìè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ ìû ãîâîðèì, ÷òî âëèÿíèå àòîìîâ â ìîëåêóëàõ âçàèìíî.

Ïðîâåðèì ýòî ïîëîæåíèå. Òîëóîë ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ïðîèçâîäíîå íå òîëüêî áåíçîëà, íî è ìåòàíà, â ìîëåêóëå êîòîðîãî àòîì âîäîðîäà çàìåù¸í íà ðàäèêàë ôåíèë Ñ6Í5—:

Ðàäèêàë ôåíèë îáëàäàåò ñâîéñòâîì îòòÿãèâàòü íà ñåáÿ ýëåêòðîííóþ ïëîòíîñòü îò àòîìà óãëåðîäà ìåòèëüíîé ãðóïïû. Òîò, â ñâîþ î÷åðåäü, ïîäòÿãèâàåò îáùèå ýëåêòðîííûå ïàðû îò àòîìîâ âîäîðîäà. Àòîìû âîäîðîäà ñòàíîâÿòñÿ áîëåå ïîäâèæíûìè. Ñâÿçè Ñ—Í â ìåòèëüíîé ãðóïïå ñòàíîâÿòñÿ áîëåå ïîëÿðíûìè ïî ñðàâíåíèþ ñî ñâÿçÿìè Ñ—Í â ìåòàíå.

Ìåòàí î÷åíü óñòîé÷èâ ê äåéñòâèþ îêèñëèòåëåé, à òîëóîë — íåò. Åñëè ê òîëóîëó ïðèëèòü ðàñòâîð ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ è íàãðåòü, òî ìû óâèäèì, êàê ìàëèíîâàÿ îêðàñêà ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ ïîñòåïåííî èñ÷åçíåò. Ïðîèñõîäèò îêèñëåíèå ìåòèëüíîé ãðóïïû, îáðàçóåòñÿ áåíçîéíàÿ êèñëîòà:

Âûâîäû

1. Àðåíàìè íàçûâàþòñÿ àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû, â áåíçîëüíûõ êîëüöàõ êîòîðûõ ñóùåñòâóåò åäèíîå ä-ýëåêòðîííîå îáëàêî, îáðàçîâàííîå øåñòüþ íåãèáðèäíûìè ð-ýëåêòðîííûìè îðáèòàëÿìè. Îáùàÿ ôîðìóëà óãëåâîäîðîäîâ ðÿäà áåíçîëà ÑnÍ2n-6 (ãäå n ≥ 6). Òèïè÷íûé ïðåäñòàâèòåëü àðåíîâ — áåíçîë. Áëàãîäàðÿ ñîïðÿæåíèþ ìîëåêóëà áåíçîëà ñòàíîâèòñÿ áîëåå óñòîé÷èâîé.

2. Ãîìîëîãè áåíçîëà — óãëåâîäîðîäû, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ ïðè çàìåùåíèè îäíîãî èëè íåñêîëüêèõ àòîìîâ âîäîðîäà áåíçîëüíîãî êîëüöà íà óãëåâîäîðîäíûå ðàäèêàëû.

3. Ðåàêöèè çàìåùåíèÿ ó ãîìîëîãîâ áåíçîëà èäóò îòíîñèòåëüíî ëåã÷å, ÷åì ó áåíçîëà, ñêàçûâàåòñÿ âçàèìíîå âëèÿíèå àòîìîâ â ìîëåêóëå àðåíîâ.

Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ

Àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû (àðåíû) • Áåíçîë • Àðîìàòè÷åñêàÿ ñâÿçü • Áåíçîëüíîå êîëüöî • Åäèíîå π-ýëåêòðîííîå îáëàêî • Ðåàêöèè çàìåùåíèÿ è ïðèñîåäèíåíèÿ • Èçîìåðèÿ ïîëîæåíèÿ çàìåñòèòåëåé • Ôåíèë • Âçàèìíîå âëèÿíèå àòîìîâ â ìîëåêóëå • Òîëóîë

Âîïðîñû è çàäàíèÿ

1. Êàêèå óãëåâîäîðîäû íàçûâàþòñÿ àðîìàòè÷åñêèìè? Ïðèâåäèòå ïðèìåðû.

2. Ïðàâèëüíàÿ ñîâðåìåííàÿ ôîðìóëà áåíçîëà

3. Ñîñòàâüòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû äâóõ èçîìåðîâ ïðîïèëáåíçîëà è äàéòå èì íàçâàíèÿ.

4. Óãëåâîäîðîä, â êîòîðîì âñå àòîìû óãëåðîäà íàõîäÿòñÿ â sp2-ãèáðèäèçàöèè, —

    à) ïðîïåí         á) àöåòèëåí         â) áåíçîë         ã) ýòàí

5. Íàèáîëüøèì îáðàçîâàíèåì êîïîòè ñîïðîâîæäàåòñÿ ãîðåíèå

    à) ãåêñàíà         á) ãåêñåíà         â) áåíçîëà         ã) öèêëîãåêñàíà

6. Ïðè ñãîðàíèè 3,9 ã îðãàíè÷åñêîãî âåùåñòâà îáðàçîâàëîñü 13,2 ã îêñèäà óãëåðîäà (IV) è 2,7 ã âîäû. Îòíîñèòåëüíàÿ ïëîòíîñòü ýòîãî âåùåñòâà ïî âîäîðîäó ðàâíà 39. Âûâåäèòå ìîëåêóëÿðíóþ ôîðìóëó ýòîãî âåùåñòâà.

7. Çàïèøèòå ôîðìóëû óãëåâîäîðîäîâ, èç êîòîðûõ ðåàêöèåé òðè- ìåðèçàöèè ìîæíî ïîëó÷èòü òîëóîë è ýòèëáåíçîë. Äàéòå èì íàçâàíèÿ.

8. Çàïèøèòå ñõåìû ðåàêöèé (óêàçàâ óñëîâèÿ èõ ïðîâåäåíèÿ), ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ìîæíî îñóùåñòâèòü ñëåäóþùèé ðÿä ïðåâðàùåíèé:

9. Çàïèøèòå ñõåìû ðåàêöèé, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ ìîæíî îñóùåñòâèòü ñëåäóþùèé ðÿä ïðåâðàùåíèé:

    öèêëîãåêñàí → áåíçîë → ýòèëáåíçîë → âèíèëáåíçîë → ïîëèñòèðîë.

<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà

 

Ðåéòèíã@Mail.ru
<">


Ñîäåðæàíèå

interfaceType: 0, withoutIframe: true,