Kas yra benzeno? Struktūra benzeno formulė, savybės ir taikymas

Tarp didžioji arsenalą organinių junginių yra keletas junginių, atradimas ir tyrimas, kuris lydėjo ilgalaikės mokslinių nesutarimų. Jie teisėtai priklauso benzeno. Struktūra benzeno chemijos pagaliau buvo priimtas tik ties 20-ojo amžiaus pradžioje, o elementinės sudėties klausimu apibrėžta net 1825 metus, pabrėžiant, kad iš akmens anglių deguto, kuris buvo pagamintas kaip akmens anglies kokso pašalinis produktas.

Benzeno su toluenu, antraceno, fenolio, naftaleno šiuo metu vadinama aromatinių angliavandenilių. Šiame straipsnyje mes pažvelgti, kas yra šio molekulės angliavandenilių charakteristikas, sužinoti fizines savybes, pavyzdžiui, tirpumo, virimo temperatūra ir tankis benzeno ir žymi junginių pramonės ir žemės ūkio sritis.

Kas yra arenos?

Chemija organinių junginių klasifikuoja visų žinomų medžiagų į kelias grupes, pavyzdžiui, alkanų, alkinus, alkoholių, aldehidų, ir tt Pagrindinis bruožas kiekvienai žaliavų klasės yra tam tikrų tipų ryšių buvimo. Molekulės yra tik sočiųjų angliavandenilių, sigma jungtį keletas medžiagų etileno skaičių - dvigubą, trigubą ryšį į alkinus. Kokiu klasė yra benzeno?

Struktūra rodo, benzeno buvimą jos molekulės aromatinis žiedas, benzeno žiedą pavadinimo. Visos organinių pobūdžio, kuriame yra viena ar daugiau iš šių žiedų jų molekulių junginiai, nurodyta kaip ARENES (aromatiniai angliavandeniliai,) klasės. Be to su benzeno, kuri mes atsižvelgiant, ši grupė apima daug labai svarbių medžiagų, kuri, kaip toluenas, anilino, fenolio ir kt.

Kaip nuspręsti, molekulių aromatinių angliavandenilių problemos struktūrą

Iš pradžių, mokslininkai nustatė kokybinę ir kiekybinę sudėtį junginio pagal _punktų, C ₆ H _6, pagal kurią santykinė molekulinė masė benzeno buvo pasiūlyta 78. Tada keletas varijantai struktūrinių formulių, išreikštą, bet nė vienas iš jų nebuvo atitikti faktinį fizikinių ir cheminių savybių iš benzeno pastebėta chemikų laboratorinių eksperimentų.

Tai buvo beveik prieš keturiasdešimt metų Vokietijos Explorer Aleksandras Kekule pristatė savo versiją struktūrinę formulę, kuri turi benzeno molekulę. Ji dalyvavo trimis dvigubomis jungtimis, nurodant galimą neprisotintą pobūdį chemines savybes angliavandenilių. Tai prieštaravo tikrai esamą charakterio sąveiką junginį, kurio formulė C ₆ H ₆ su kitomis medžiagomis, pvz, bromu, jodu, azoto rūgšties, chloro.

Tik po to, paaiškinti e benzeno molekulė konfigūracija savo struktūrine formule pasirodė paskirtis benzeno branduolį (žiedo), ir ji buvo dar naudojamas žinoma organinės chemijos.

Elektroninė konfigūracija molekulėje C6H6

Kokios erdvinės struktūros turi benzeno? Iš benzeno struktūra buvo pagaliau patvirtina du reakcijų: acetileno trimerization su benzeno ir cikloheksano į vandenilio mažinimo. Buvo nustatyta, kad anglies atomai yra sujungtos į vieną plokščią šešiakampį ir yra ^sp2 hibridizacijos naudojant komunikacijai su kitais trimis atomų keturių valentinės elektronų.

Likę šeši free p-elektronai yra išdėstyti statmenai molekulinės plokštumoje. Iš dalies sutampa viena kitai, jie sudaro bendrą elektronų debesies, vadinamo benzeno branduolį.

Iš chemijos obligacijų ketvirtį gamta

Ji yra gerai žinoma, kad fizikinės ir cheminės savybės junginių iš esmės priklauso nuo jų vidinės struktūros ir esant cheminių ryšių tarp atomų tipų. Elektronų struktūra benzeno, ji yra galima daryti išvadą, kad molekulė yra nei paprasti, nei dvigubų ryšių, kuris gali būti vertinamas formulėje Kekule. Priešingai, chemines jungtimis tarp anglies atomų yra lygūs. Be to, bendras π-elektronų debesis (visi šeši C atomai) formuoja cheminę prisijungimo tipą, vadinamą karalienė, arba aromatinis. Šis faktas sukelia specifinių savybių benzeno žiedo ir, kaip pasekmė, cheminės sąveikos aromatiniai angliavandeniliai, su kitomis medžiagomis, pobūdžio.

fizikinės savybės

Arenes ", kurių sudėtyje yra molekulėje mažas anglies atomų skaičius, atstovaujama daugiausia skysčių. Ji yra ne išimtis, ir benzeno. Benzeno struktūra, kaip mes priminti, nurodant savo molekulinę pobūdžio. Kaip veikia šis faktas turi įtakos jo savybes?

Sumažinant skysčio temperatūrą patenka į kietos fazės, o benzeno yra paverčiamas į baltų kristalinių masės. Ji lengvai išlydomas 5,5 ° C temperatūroje Esant normalioms sąlygoms, medžiaga yra bespalvis skystis su savitu kvapu. Jo virimo temperatūra 80,1 ° C

benzeno tankis kinta priklausomai nuo temperatūros pokyčių. Temperatūra yra aukštesnė, tankis yra mažesnis. Štai keletas pavyzdžių. Ne mažiau kaip 10 ° tankio 0.8884 g / temperatūros ml, o esant 20 ° - 0.8786 g / ml. benzeno nepoliniai molekulės, todėl medžiaga yra tirpi vandenyje. Bet pati junginys yra geras organinis tirpiklis, pavyzdžiui, riebalai.

Ypač benzeno cheminės savybės

Buvo nustatyta, eksperimentiniu būdu, kad aromatinių angliavandenilių branduolys benzeno yra stabili, t.y. Ji pasižymi dideliu atsparumu plyšimui. Šis faktas paaiškina medžiagos priklausomybę į jo substitucijos tipo reakcijų, pavyzdžiui, su chloro įprastomis sąlygomis, bromu su azoto rūgštimi esant katalizatoriui. Reikia pažymėti, benzeno aukštą atsparumą oksidatorių, tokių kaip kalio permanganato, bromo vandens. Tai dar kartą patvirtina, kad molekulėje arenoje dvigubų jungčių nebuvimo. Nelanksti oksidacijos, kitaip žinomas kaip deginimas, būdinga visoms aromatinių angliavandenilių. Nuo procentinio kiekio anglies molekulės, C ₆ H ₆ didelis, benzeno dūmo liepsną lydi suodžių dalelių susidarymo. Reakcija gamina anglies dioksido ir vandens. Įdomus klausimas yra: gali aromatinis angliavandenilis reaguoti ryšį? Panagrinėkime tai išsamiau.

Kas sukelia benzeno žiedas atotrūkį?

Priminti, kad molekulių jungtis ARENES šį karalienę, atsiradusį nuo šešių p elektronai anglies atomų sutampa. Ji yra ne iš benzeno žiedo centre. Ją sunaikinti ir atlikti prijungimo reakciją, reikalauja specialių sąlygų, pavyzdžiui, šviesos poveikio, aukštos temperatūros ir slėgio, katalizatoriai, skaičių. A benzeno ir chloro mišinys reaguoja ryšį pagal ultravioletinių spindulių veiksmų. Tos sąveikos produktas heksachlorcikloheksanas - toksiškos kristalų medžiaga, naudojama žemės ūkyje kaip insekticidas. Į hexachlorane molekulės neturi benzeno žiedą, ne trūkimo vieta įvyko šeši pritvirtinti chloro atomų.

Praktinio taikymo benzeno

Įvairiose pramonės šakose medžiaga yra plačiai naudojamas kaip tirpiklis ir taip pat kaip tolesnio paruošimo, lakų, plastikų, dažiklių kaip variklių degalų priedą žaliava. Dar didesnis diapazonas taikymo yra dariniai benzeno ir jų homologai. Pavyzdžiui, nitrobenzeno, C ₆ H _{5 NO2} yra pagrindinis reagento, skirto anilinu. Kaip rezultatas pakeitimo reakcijos su chloro aliuminio chlorido, kaip katalizatoriaus buvo paruošti heksachlorbenzenui. Jis naudojamas Paruošiamasis sėklų, taip pat naudoti medienos pramonės apsaugos medieną nuo kenkėjų. Homologą, nitrinimo benzenas (toluenas) yra gaunamas sprogmens, žinomas kaip TNT arba TNT.

Šiame straipsnyje, mes išanalizavome tokio aromatiniu junginiu jų adityvinės reakcijos ir benzeno degimo keitimą savybes, ir identifikuoti savo panaudojimą pramonėje ir žemės ūkyje.