Едно от богатите в природата съединения е въглеродно съединение, в което това съединение се състои от въглеродни атоми и други атоми, свързани с въглеродни атоми. Едно от най-простите въглеродни съединения са въглеводородите, в които има ненаситени съединения, наречени ароматни въглеводороди.
Ароматните въглеводороди или арени са циклични въглеводороди, които имат двойни връзки. Това съединение има шест въглеродни атома в пръстен с редуващи се единични и двойни връзки, известни като бензенов пръстен. Междувременно ароматните съединения, които съдържат бензенов пръстен, са известни като бензеноид, а тези, които не съдържат бензенов пръстен, са известни като небензеноиди.
Бензен е друго име за най-известните ароматни въглеводороди, където молекулната формула на този бензен е C6H6, което показва, че това съединение е силно ненаситено. Съществуването на редуващи се двойни връзки в бензен прави това въглеводородно съединение относително стабилна молекула и образува триозониди в озонолзата.
Физически свойства на Arena (ароматни въглеводороди)
Арените са неполярни молекули, обикновено безцветни или твърди течности с характерен аромат, като тези, които се намират в освежители за въздух и камфор. Арените не могат да се смесват във вода, но лесно се смесват с органични разтворители и изгарят със светещ саждист пламък.
(Прочетете също: Разбиране на физическите и химичните промени и примери)
Химически свойства на Arena
Арена претърпява реакции на електрофилно заместване, където тези реакции включват халогениране, нитриране, сулфонация и реакции на Фридел. Механизмът за електрофилно заместване включва 3 етапа, а именно генериране на електрофил, образуване на междинен въглероден катион и отстраняване на протони от карбокатиони и образуване на продукти.
- Халогениране
Ароматните въглеводороди реагират с халогени поради наличието на киселини на Луис като AlCl3 или FeCl3 или FeBr3 за образуване на халоарена.
- Нитрация
Водородът от бензеновия пръстен се заменя с нитро група (-NO2), когато бензенът се нагрява със смес от концентрирана азотна киселина и концентрирана сярна киселина (наречена азотна смес).
- Реакцията на Фридел-Крафт
В тази реакция бензенът се обработва с алкилхалогениди в присъствието на безводен алуминиев хлорид и се образува алкилбензен.
- Изгаряне
Честите реакции на горене на ароматните въглеводороди са:
Изгарящ бензен:
° С6З.6 + 15/2 O2 ——- 6CO2 + 3Н2O + енергия
Функционални групови ефекти на управление
Позицията на втория заместител в бензола зависи от естеството на заместителя, който вече присъства в бензеновия пръстен. Това е известно като заместващ режисуращ ефект.
- Орто ръководната група и параторът насочват групите, които влизат в орто и пара позициите. Пример: –OH, –NH2, –NHR, –NHCOCH3, –OCH3, –CH3. Тези групи активират бензеновия пръстен срещу електрофилно заместване.
- Групата с мета директиви насочва групата, която влиза в мета позицията: Примери за драйвер за мета група са: -NO2, -CN, -CHO, -COR, -COOH, -COOR, -SO3H.
