1 of 16

Ароматичні вуглеводні (Арени). Бензен

  • встановити особливості будови ароматичних вуглеводнів на прикладі бензену;
  • ознайомитись із найважливішими реакціями бензену;
  • дізнатись про основні способи добування бензену;
  • з'ясувати сфери застосування бензену.

2 of 16

​

Ароматичні вуглеводні або арени –

органічні сполуки, молекули яких містять одне або декілька ароматичних (бензенових) кілець�

Арени відповідають загальній формулі CnH2n-6

3 of 16

Гомологи бензену:

4 of 16

Найпростішим представником аренів є

бензен (бензол) С6Н6

​

Формулу, яка відбиває будову молекули бензену, вперше запропонував німецький хімік Ф. Кекуле (1865)

Формула Кекуле

Формула Полінга

​

Всі зв'язки між атомами Карбону у бензені рівноцінні, делокалізовані, утворюють бензенове кільце (ядро). 

Більш точною є формула Л. Полінга

​

5 of 16

Арени (ароматичні вуглеводні) �– органічні сполуки, молекули яких містять бензенове ядро.�

C6H6 – бензен (бензол)

Будову молекули бензену та термін «ароматичні сполуки» запропонував німецький хімік Ф. Кекулє 1865 року.

CnH2n-6, n ≥ 6

6 of 16

Бензенове кільце, яке складається з 6 р – електронів, рівномірно розміщене між усіма атомами Карбону

​

Карбон-карбонові зв’язки мають властивості, не схожі на властивості ні одинарних, ні подвійних зв’язків.

​

7 of 16

Фізичні властивості бензену

За стандартних умов бензен:

​

  • безбарвна рідина з характерним запахом;
  • у воді не розчиняється;
  • сама є добрим розчинником;
  • токсична.

8 of 16

Хімічні властивості бензену

​

Реакції заміщення

(подібно до алканів)

Бензенове кільце зберігається

​

​

Реакції приєднання

(подібно до алкенів)

Бензенове кільце руйнується

​

​

​

Типові реакції

1. Горіння

2. Галогенування (в присутності каталізатора)

3. Галогенування (під час освітлення)

4. Гідрування

5. Нітрування

​

​

​

Якісні реакції на кратний зв’язок для бензену не характерні!

​

9 of 16

Заміщення

Бензенове кільце зберігається, утворюються похідні бензену

Найхарактерніші реакції, які відбуваються легше, ніж у насичених вуглеводнів

Механізм проходження реакції подібний до алканів, умови – до алкенів

  • Галогенування (+ Сl2, Вr2 )

10 of 16

​

Повне окиснення (+ О2)

​

Заміщення

Горіння

​

  • Нітрування (+ HNO3)

​

+ HО – NO2

​

Реакція горіння бензену супроводжується утворенням значної кількості кіптяви через високий вміст Карбону

​

  • У надлишку кисню – безбарвним полум’ям:

2C6H6 + 15O2 → 12CO2 + 6H2O

  • На повітрі – кіптявим полум’ям:

2C6H6 + 3O2 → 12C + 6H2O

11 of 16

Приєднання 

  • Гідрування (+ Н2)
  • Бензенове ядро є стійкішим, ніж звичайний π-зв’язок.

​

  • Тому реакції приєднання менш характерні, ніж для ненасичених вуглеводнів. 

Утворюються похідні циклогексану

При приєднанні руйнується все бензенове кільце, утворюючи 6 неспарених електронів.

За тривалого нагрівання продуктом реакції є н-гексан:

12 of 16

Приєднання 

  • Галогенування (+ Сl2, Вr2 )

Утворюються похідні циклогексану

Механізм проходження реакції подібний до алкенів, умови – до алканів

13 of 16

Дегідрування циклоалаканів над підігрітою платиною

Циклічна тримеризація ацетилену

Добування бензену

  • Бензен і його гомологи можуть міститись у нафті, а також серед продуктів коксування кам’яного вугілля.
  • Бензен отримують каталітичним риформінгом і піролізом бензинових фракцій нафти.

14 of 16

Застосування бензену

• етилбензену (компонента високооктанових бензинів, вихідної речовини у виробництві старену, каучуків);

• кумолу (проміжного продукту у виробництві фенолу, ацетону та інших сполук);

Бензен входить до десяти найважливіших сполук органічної хімії.

Значну частину бензену використовують в органічному синтезі:

• циклогексану (сировини для отримання капролактаму, адипінової кислоти і циклогексанону);

• нітробензену (розчинника, окиснювача, продукту для виробництва аніліну та інших сполук);

• барвників, лікарських препаратів, розчинників, отрутохімікатів (пестицидів).

15 of 16

Здійснити перетворення

Задача

Який об'єм водню прореагував з бензеном масою 7, 8 г?

Яка маса продукту реакції?

16 of 16

Виведіть формулу вуглеводню, до складу якого входить 92,3 % Карбону, а відносна густина його за воднем — 39.

Домашнє завдання

Здійснити перетворення за схемою:

Який об'єм вуглекислого газу утвориться при згорянні 15, 6 г бензену?

C2H5Cl CH3CHO C6H5Cl

​

CO2 C2H4 C2H2 C6H6