Ono što je benzen? Struktura benzena formula, svojstva i primjena

Među ogroman arsenal organskih spojeva postoji nekoliko spojeva, otkriće i studija, od čega je u pratnji dugoročni naučni kontroverze. Oni s pravom pripada benzena. Struktura u benzenu hemije je konačno uzeti samo na početku 20. stoljeća, dok je elementarni sastav materije definirane iu 1825. godini, naglašavajući da od katran, koji je proizveden kao nusprodukt koksnog ugljena.

Benzena s toluen, antracen, fenol, naftalin se trenutno naziva aromatskih ugljikovodika. U ovom članku ćemo pogledati šta su karakteristike ovog molekula ugljikovodika, saznajte fizičke osobine, kao što su u vodi, vrelišta i gustoća benzena i označavaju opseg spojeva u industriji i poljoprivredi.

Ono što je arena?

Kemija organskih spojeva klasificira sve poznate supstance u nekoliko grupa, kao što su alkani, alkini, alkoholi, aldehidi, itd Glavna karakteristika svake klase materijala je prisustvo određenih vrsta obveznica. Molekuli sadrže samo zasićenih ugljikovodika sigma veza, veliki broj supstanci etilen - dvokrevetne, trokrevetne obveznica u alkini. U kojoj klasi je benzen?

Struktura ukazuje na prisustvo benzena u svom molekulu aromatični prsten, a benzen prsten naslova. Svi spojevi organskih prirode koji sadrži jedan ili više od ovih prstenova u svojim molekulama, nazivaju klasi Arenes (aromatskih ugljikovodika). Osim benzen, koji razmatramo, ova grupa uključuje veliki broj vrlo važnih supstanci, koja je kao toluen, anilin, fenol i drugi.

Kako odlučiti strukturu problema molekula aromatskih ugljikovodika

U početku, naučnici su uspostavili kvalitativni i kvantitativni sastav iz baze izrazili _tvrdnjama, C ₆ H _6, pri čemu je relativna molekularna masa benzena je predloženi su 78. Zatim nekoliko oličenje strukturne formule, ali nijedan od njih nije odgovarao stvarnim fizičkim i kemijska svojstva benzena poštovati hemičara u laboratorijskim eksperimentima.

Prošlo je gotovo četrdeset godina prije nego što je njemački istraživač Alexander Kekule predstavio svoju verziju strukturnu formulu, koja ima benzena molekula. Prisustvovali su tri dvostruke veze, što ukazuje na moguće nezasićene prirodu kemijska svojstva ugljikovodika. Ovo je u suprotnosti sa stvarno postojeće interakcije karakter spoj formule C ₆ H ₆ sa drugim supstancama, npr, sa brom, dušične kiseline, klor.

Tek nakon pojašnjenja e konfiguracije benzena molekula u strukturnu formulu pojavila oznaka benzena nukleus (prsten), a ona je još uvijek koristi u tok organske kemije.

Elektronska konfiguracija molekula C6H6

Kakav prostorne strukture ima benzena? Struktura benzena je konačno potvrdio dve reakcije: u trimerization acetilena do benzena i cikloheksan smanjenju vodika. Utvrđeno je da su atomi ugljenika su međusobno povezani da se formira ravnu heksagon i da su u sp ² hibridizacije koristi za komunikaciju sa još tri atoma od četiri valentnih elektrona.

Preostalih šest besplatni p-elektroni su raspoređeni okomito na molekularnoj ravni. Preklapaju jedni druge, oni čine ukupno elektronski oblak, zove benzena jezgru.

Priroda kemijski obveznica kvartalu

Poznato je da su fizičke i hemijske osobine jedinjenja uglavnom zavisiti svojoj unutrašnjoj strukturi i javljaju se vrste kemijskih veza između atoma. Elektron struktura benzena, moguće je zaključiti da je molekula nije ni jednostavan ni dvostruke veze, što se može vidjeti u formuli Kekule. Naprotiv, hemijske veze između atoma ugljenika su jednaki. Osim toga, general π-elektronski oblak (svih šest C atoma) formira kemijske tip veze, zove kraljica, ili aromatično. Ova činjenica izaziva specifične osobine benzena prstena i, kao posljedica toga, priroda kemijske interakcije aromatskih ugljikovodika s drugim sastojcima.

fizičke osobine

Arenes sadrže u molekulu mali broj atoma ugljika predstavljeni uglavnom tekućine. To nije iznimka, i benzena. Struktura benzena, kao što smo se sjećate, što ukazuje na njene molekularne prirode. Kako tu činjenicu utiče na njegova svojstva?

Snižavanjem temperature fluida prolazi u čvrstoj fazi i benzena se pretvara u bijeli kristalni mase. To lako topio na temperaturi od 5,5 ° C. U normalnim uvjetima, supstanca je bezbojna tečnost čudan miris. Njegova ključanja 80,1 ° C.

gustoća benzena varira ovisno o promjeni temperature. Je temperatura viša, gustina je manje. Evo nekoliko primjera. Na temperaturi od 10 ° gustoće 0,8884 g / ml, a na 20 ° - 0,8786 g / ml. benzen nepolarne molekule, tako da je supstanca se ne rastvara u vodi. Ali sama spoj je dobar organskom otapalu, na primjer, masti.

Posebno benzena kemijska svojstva

To je eksperimentalno utvrđeno da je aromatične nukleus benzena je stabilna, i.e. Ga odlikuju visoka otpornost na trganje. Ova činjenica objašnjava ovisnost supstanca reakcije tipa supstitucije, na primjer, sa hlorom pod normalnim uvjetima, uz brom sa dušične kiseline u prisustvu katalizatora. Treba napomenuti benzena visoka otpornost na oksidativnih sredstava, kao što su kalijum permanganat, brom vode. Ovo još jednom potvrđuje odsustvo u molekulu areni dvostruke veze. Kruti oksidacije, inače poznat kao spaljivanje, karakteristika svih aromatskih ugljikovodika. S obzirom da je postotak sadržaj ugljika u molekulu, C ₆ H ₆ velikih, benzen smoky plamen prati formiranje čestica čađi. Reakcija proizvodi ugljen-dioksida i vode. Zanimljivo pitanje je: može li aromatičnih ugljovodonika reagirati vezu? Uzmimo u obzir da više detalja.

Ono što uzrokuje benzena Kljunovi?

Podsjetimo da je u molekuli obveznica Arenes prisutan kraljica koja je rezultirala iz preklapanja šest p elektrona atoma ugljika. Leži na srcu benzena prsten. Da uništi to i provesti toga reakcija, zahtijeva brojne posebnim uslovima, kao što je izloženost svjetlu, visokim temperaturama i pritiscima, katalizatori. Mješavina benzena i klora reagira vezu pod djelovanjem ultraljubičastog zračenja. Proizvod ove interakcije će heksahlorocikloheksana - toksične kristal supstanca koja se koristi u poljoprivredi kao insekticid. U hexachlorane molekula nema benzena prsten, na mjestu loma došlo šest vezanost atoma klora.

Praktičnu primjenu benzena

U različitim industrijama supstanca je naširoko koristi kao otapalo i kao sirovina za dalju pripremu lakova, plastike, boje kao aditiv u motornim gorivima. Još veći raspon primjene su derivati benzena i kolegama istih. Na primjer, nitrobenzen, C ₆ H ₅ NO ₂ je primarni reagens za anilin. Kao rezultat supstitucije reakcije sa hlora u prisustvu aluminij klorida kao katalizator je bio spreman heksahlorobenzen. Koristi se za predtretman sjemena, kao i korištenje u drvnoj industriji za zaštitu drveta od štetočina. Homolog nitrovanja benzena (toluen) se dobija eksplozivne, poznat kao TNT ili TNT-a.

U ovom članku, ispitali smo svojstva kao što aromatskih jedinjenja kao reakcija toga i supstituciju benzena sagorijevanja, i identifikovali njegovu upotrebu u industriji i poljoprivredi.