يتم الحصول على البنزين من قطران الفحم المتكون أثناء تكويك الفحم والنفط بالطرق الاصطناعية.

1. الحصول على الهيدروكربونات الأليفاتية.عندما يتم تمرير الألكانات ذات السلسلة المستقيمة التي تحتوي على ما لا يقل عن ست ذرات كربون لكل جزيء فوق البلاتين أو أكسيد الكروم المسخن ، نزع الماء- تكوين أرين مع إطلاق الهيدروجين: طريقة B.A. Kazansky و A.F. لوحة

2. نزع الهيدروجينالألكانات الحلقية (ND Zelinsky) يحدث التفاعل عن طريق تمرير أبخرة الهكسان الحلقي ومثيلاته على البلاتين المسخن عند 3000 0.

3. الحصول على البنزين تقليم الأسيتيلين فوق الكربون المنشط عند 600 0(اختصار الثاني. زيلينسكي )

3HC؟ CH

- 600 درجة مئوية؟

4 - اندماج أملاح الأحماض العطرية مع الجير القلوي أو الصودا:

5. الخواص الكيميائيةأرينيس.

لب البنزين قوة عالية. بالنسبة إلى arenes ، تستمر التفاعلات الأكثر شيوعًا وفقًا للآلية الاستبدال الكهربائي ، يُشار إليه بالرمز S E (من البديل الإنجليزي الإلكتروفيلي).

الخواص الكيميائية للبنزين.

1. تفاعلات الاستبدال:

الهلجنة . لا يتفاعل البنزين مع الكلور أو البروم في الظروف العادية. يمكن أن يستمر التفاعل فقط في وجود محفزات - لا مائي AlCl 3 ، FeCl 3 ، AlBr 3. نتيجة للتفاعل ، تتشكل أرينات بديلة للهالوجين:

يتمثل دور المحفز في استقطاب جزيء الهالوجين المحايد بتكوين جسيم محب للكهرباء منه:

النترات . يتفاعل البنزين ببطء شديد مع التركيز حمض النيتريكحتى مع الحرارة الشديدة. ومع ذلك ، مع ما يسمى ب خليط نترات (خليط من أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة) يحدث تفاعل النترات بسهولة تامة:

سلفونات.يحدث التفاعل بسهولة تحت تأثير "دخان" حامض الكبريتيك (الأوليوم):

2. ألكلة فريدل كرافت. نتيجة للتفاعل ، يتم إدخال مجموعة ألكيل في لب البنزين للحصول على متجانسات البنزين. يستمر التفاعل تحت تأثير هالو ألكانات RCl على البنزين في وجود محفزات - هاليدات الألومنيوم. يتم تقليل دور المحفز إلى استقطاب جزيء RCL مع تكوين جسيم محب للكهرباء:

اعتمادًا على بنية الراديكالي في الهالوكين ، يمكن الحصول على متماثلات مختلفة للبنزين:

الألكلة مع الألكينات.تستخدم هذه التفاعلات على نطاق واسع في الصناعة لإنتاج إيثيل بنزين وإيزوبروبيل بنزين (كومين). تتم الألكلة في وجود محفز AlCl 3. تشبه آلية التفاعل آلية التفاعل السابق:

جميع ردود الفعل المذكورة أعلاه تسير وفقا للآلية استبدال المحبة للكهرباء SE. تؤدي تفاعلات الإضافة إلى الأرينات إلى تدمير النظام العطري وتتطلب كميات كبيرة من الطاقة ، لذلك فهي تستمر فقط في ظل ظروف قاسية.

3. تواصل تفاعلات الإضافة مع كسر الرابطة:

الهدرجة.يحدث تفاعل إضافة الهيدروجين إلى أرينات تحت التسخين والضغط العالي في وجود محفزات معدنية (ني ، بت ، بي دي). البنزينهو تحول للهكسان الحلقي، أ متماثلات البنزين - إلى مشتقات سيكلوهكسان:

الهالوجين الراديكالي. يستمر تفاعل بخار البنزين مع الكلور وفقًا للآلية الجذرية فقط تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الصلبة.في هذه الحالة ، يضيف البنزين ثلاث جزيئات من الكلور والأشكال منتج صلب -سداسي كلورو حلقي الهكسان (سداسي الكلور)ج 6 س 6 كل 6:

4. الأكسدة بالأكسجين الجوي.من حيث مقاومة العوامل المؤكسدة ، يشبه البنزين الألكانات. فقط في حالة التسخين القوي (400 درجة مئوية) لبخار البنزين مع الأكسجين الجوي في وجود محفز V 2 O 5 ، يتم الحصول على خليط من حمض الماليك وأنهيدريده:

5. البنزين مشتعل. (عرض التجربة) لهب البنزين مدخن بسبب المحتوى العالي من الكربون في الجزيء.

2 C 6 H 6 + 15 O 2 → 12CO 2 + 6H 2 O

6. استخدام أرينيس.

يستخدم البنزين ومثيلاته كمواد خام كيميائية لإنتاج الأدوية والبلاستيك والأصباغ والأسيتون والفينول وبلاستيك الفورمالديهايد. المبيدات والعديد من المواد العضوية الأخرى. تستخدم على نطاق واسع كمذيبات. البنزين كمادة مضافة يحسن جودة وقود المحرك. يستخدم الإيثيلين لإنتاج الكحول الإيثيلي والبولي إيثيلين. إنه يسرع من نضج الثمار (الطماطم والحمضيات) بإدخال كميات صغيرة منها في هواء البيوت البلاستيكية. يستخدم البروبيلين في تصنيع الجلسرين والكحول لاستخراج البولي بروبلين الذي يستخدم في صناعة الحبال والحبال ومواد التعبئة والتغليف. يتم إنتاج المطاط الصناعي على أساس 1-بيوتين.

يستخدم الأسيتيلين في اللحام الذاتي للمعادن. يستخدم البولي إيثيلين كمواد تغليف ، لتصنيع الأكياس ، ولعب الأطفال ، والأواني المنزلية (الزجاجات ، والدلاء ، والأوعية ، وما إلى ذلك). تستخدم الهيدروكربونات العطرية على نطاق واسع في إنتاج الأصباغ والبلاستيك والمستحضرات الصيدلانية الكيميائية والمتفجرات والألياف الاصطناعية ووقود المحركات وغيرها. هي منتجات فحم الكوك. من 1 ر kam.-ug. يمكن عزل الراتنجات في المتوسط: 3.5 كلغالبنزين 1.5 كلغالتولوين ، 2 كلغالنفثالين. أهمية عظيمةلديه إنتاج A. في. من الهيدروكربونات الدهنية. بالنسبة لبعض A. at. الأساليب التركيبية البحتة لها أهمية عملية. وهكذا ، ينتج إيثيل بنزين من البنزين والإيثيلين ، ويؤدي نزع الهيدروجين منه إلى ستيرين.

مهام التحكم الذاتي:

1. ما هي المركبات التي تسمى ساحات؟

2. ما هي الخصائص الفيزيائية المميزة؟

3. مهمة.من 7.8 جم من البنزين ، تم الحصول على 8.61 جم من النيتروبنزين. تحديد العائد (٪) من ناتج التفاعل.

مراجعة عامة.

الهيدروكربونات العطرية (arenes) هي مواد تحتوي جزيئاتها على واحدة أو أكثر من حلقات البنزين - مجموعات حلقية من ذرات الكربون ذات طبيعة خاصة من الروابط.

يتطلب مفهوم "حلقة البنزين" فك الشفرة على الفور. للقيام بذلك ، من الضروري على الأقل النظر بإيجاز في بنية جزيء البنزين. تم اقتراح الهيكل الأول للبنزين في عام 1865 من قبل العالم الألماني أ. كيكول:

تعكس هذه الصيغة بشكل صحيح تكافؤ ست ذرات كربون ، لكنها لا تفسر عددًا من الخصائص الخاصة للبنزين. على سبيل المثال ، على الرغم من عدم التشبع ، لا يُظهر البنزين ميلًا إلى تفاعلات إضافية: فهو لا يزيل لون ماء البروم ومحلول برمنجنات البوتاسيوم ، أي لا يعطي تفاعلات نوعية نموذجية للمركبات غير المشبعة.

تم شرح خصائص بنية وخصائص البنزين بالكامل فقط بعد تطوير نظرية ميكانيكا الكم الحديثة للروابط الكيميائية. وفقًا للمفاهيم الحديثة ، فإن جميع ذرات الكربون الست في جزيء البنزين في حالة الهجين. تشكل كل ذرة كربون - روابط مع ذرتي كربون أخريين وذرة هيدروجين واحدة في نفس المستوى. زوايا الرابطة بين السندات الثلاثة 120 درجة. وهكذا ، تقع جميع ذرات الكربون الست في نفس المستوى ، وتشكل مسدسًا منتظمًا (- الهيكل العظمي لجزيء البنزين).

تحتوي كل ذرة كربون على مدار p غير مهجن.

توجد ستة مدارات متعامدة على الهيكل المسطح ومتوازية مع بعضها البعض (الشكل 21.1 ، أ). تتفاعل جميع الإلكترونات الستة مع بعضها البعض ، وتشكل روابط ، غير موضعية في أزواج ، كما هو الحال في تكوين الروابط المزدوجة العادية ، ولكنها مجتمعة في سحابة إلكترونية واحدة. وهكذا ، يحدث الاقتران الدائري في جزيء البنزين (انظر الفقرة 19). توجد أعلى كثافة إلكترونية في هذا النظام المترافق أعلى وأسفل مستوى الهيكل العظمي (الشكل 21.1 ، ب).

أرز. 21.1. هيكل جزيء البنزين

نتيجة لذلك ، يتم محاذاة جميع الروابط بين ذرات الكربون في البنزين ويبلغ طولها 0.139 نانومتر. هذه القيمة متوسطة بين طول الرابطة الأحادية في الألكانات (0.154 نانومتر) وطول الرابطة المزدوجة في الألكينات (0.133 نانومتر). عادة ما يتم تصوير تكافؤ الوصلات على شكل دائرة داخل الدورة (الشكل 21.1 ، ج). يعطي الاقتران الدائري زيادة في الطاقة قدرها 150 كيلوجول / مول. هذه القيمة هي طاقة الاقتران - كمية الطاقة التي يجب إنفاقها لكسر النظام العطري للبنزين (قارن - طاقة الاقتران في البوتادين هي فقط 12 كيلو جول / مول).

يشرح هذا الهيكل الإلكتروني جميع ميزات البنزين. على وجه الخصوص ، من الواضح سبب صعوبة إدخال البنزين في تفاعلات إضافية - قد يؤدي ذلك إلى انتهاك الاقتران. ردود الفعل هذه ممكنة فقط في ظل ظروف قاسية للغاية.

التسمية والتشابه.

تقليديا ، يمكن تقسيم الساحات إلى صفين. الأول يشمل مشتقات البنزين (على سبيل المثال ، التولوين أو ثنائي الفينيل) ، والثاني - أرينات مكثفة (متعددة النوى) (أبسطها النفثالين):

سننظر فقط في سلسلة البنزين المتماثلة مع الصيغة العامة.

ترجع التماثل البنيوي في السلسلة المتماثلة للبنزين إلى الترتيب المتبادل للبدائل في النواة. لا تحتوي مشتقات البنزين المستبدلة أحاديًا على أيزومرات موضعية ، لأن جميع الذرات في نواة البنزين متكافئة. توجد المشتقات غير المستبدلة في شكل ثلاثة أيزومرات تختلف في الترتيب المتبادل للبدائل. يشار إلى موضع البدائل بالأرقام أو البادئات:

تسمى جذور الهيدروكربون العطرية بجذور أريل. يسمى الراديكالية فينيل.

الخصائص الفيزيائية.

العناصر الأولى من السلسلة المتجانسة للبنزين (على سبيل المثال ، التولوين ، إيثيل بنزين ، إلخ) هي سوائل عديمة اللون لها رائحة معينة. إنها أخف من الماء وغير قابلة للذوبان في الماء. تذوب جيدا في مادة متفاعلة. البنزين ومثيلاته هم أنفسهم مذيبات جيدة للعديد من المواد العضوية. تحترق جميع الساحات بلهب مدخن بسبب المحتوى العالي من الكربون في جزيئاتها.

طرق الحصول عليها.

1. الحصول على الهيدروكربونات الأليفاتية. عندما يتم تمرير ألكانات السلسلة المستقيمة التي تحتوي على 6 ذرات كربون على الأقل في جزيء فوق البلاتين أو أكسيد الكروم المسخن ، يحدث نزع الهيدروجين - تكوين أرين مع إطلاق الهيدروجين:

2. نزع الهيدروجين من الألكانات الحلقية. يحدث التفاعل عند مرور أبخرة الهكسان الحلقي ومثيلاته على البلاتين المسخن:

3. تحضير البنزين عن طريق تقليم الأسيتيلين - انظر الفقرة 20.

4. الحصول على متماثلات البنزين من خلال تفاعل فريدل كرافتس - انظر أدناه.

5 - اندماج أملاح الأحماض العطرية بالقلويات:

الخواص الكيميائية.

مراجعة عامة. تمتلك النواة العطرية ستة إلكترونات متحركة ، وهي كائن مناسب للهجوم بواسطة الكواشف الكهربية. يتم تسهيل ذلك أيضًا من خلال الترتيب المكاني للسحابة الإلكترونية على جانبي الهيكل المسطح للجزيء (الشكل 21.1 ، ب)

بالنسبة إلى arenes ، تكون التفاعلات التي تتم وفقًا لآلية الاستبدال الإلكتروفيلي ، والتي يُشار إليها بالرمز (من الاستبدال الإنجليزي electrophilic) ، هي الأكثر تميزًا.

يمكن تمثيل آلية الاستبدال الكهربائي على النحو التالي. يهاجم الكاشف الإلكتروفيلي XY (X عبارة عن محمل كهربائي) سحابة الإلكترون ، ويتشكل معقد غير مستقر بسبب التفاعل الكهروستاتيكي الضعيف. لم يتم إزعاج النظام العطري بعد. هذه المرحلة سريعة. في المرحلة الثانية ، الأبطأ ، يتم تكوين رابطة تساهمية بين الكهربي X وإحدى ذرات الكربون في الحلقة بسبب إلكترونين ألفا من الحلقة. تتغير ذرة الكربون هذه من الحالة الهجينة. وهكذا تنزعج عطرية النظام. يتم توزيع الإلكترونات الأربعة المتبقية بين خمس ذرات كربون أخرى ، ويشكل جزيء البنزين كاربوكيشن ، أو معقد.

يعد انتهاك العطرية غير مواتٍ بقوة ، وبالتالي فإن بنية المركب أقل ثباتًا من البنية العطرية. لاستعادة العطرية ، ينفصل البروتون عن ذرة الكربون المرتبطة بالملف الكهربائي (المرحلة الثالثة). في هذه الحالة ، يعود إلكترونان إلى النظام ، وبالتالي تتم استعادة العطرية:

تستخدم تفاعلات الاستبدال الكهربية على نطاق واسع لتخليق العديد من مشتقات البنزين.

الخواص الكيميائية للبنزين.

1. الهالوجين. لا يتفاعل البنزين مع الكلور أو البروم في الظروف العادية. يمكن أن يستمر التفاعل فقط في وجود محفزات لا مائية. نتيجة للتفاعل ، تتشكل أرينات بديلة للهالوجين:

يتمثل دور المحفز في استقطاب جزيء الهالوجين المحايد بتكوين جسيم محب للكهرباء منه:

2. النترات. يتفاعل البنزين ببطء شديد مع حمض النيتريك المركز ، حتى عند تسخينه بقوة. ومع ذلك ، تحت تأثير ما يسمى بخليط النترتة (خليط من أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة) ، يستمر تفاعل النترات بسهولة تامة:

3. السلفونات. يحدث التفاعل بسهولة تحت تأثير "دخان" حامض الكبريتيك (الأوليوم):

4. الألكلة حسب فريدل كرافتس. نتيجة للتفاعل ، يتم إدخال مجموعة ألكيل في لب البنزين للحصول على متجانسات البنزين. يستمر التفاعل تحت تأثير الهالو ألكانات على البنزين في وجود محفزات - هاليدات الألومنيوم. يتم تقليل دور المحفز إلى استقطاب الجزيء مع تكوين جسيم محب للكهرباء:

اعتمادًا على بنية الراديكالي في الهالوكين ، يمكن الحصول على متماثلات مختلفة للبنزين:

5. الألكلة مع الألكينات. تستخدم هذه التفاعلات على نطاق واسع في الصناعة لإنتاج إيثيل بنزين وإيزوبروبيل بنزين (كومين). تتم الألكلة في وجود محفز. تشبه آلية التفاعل آلية التفاعل السابق:

جميع التفاعلات التي نوقشت أعلاه تمضي من خلال آلية الاستبدال الكهربائي.

تؤدي تفاعلات الإضافة إلى الأرينات إلى تدمير النظام العطري وتتطلب كميات كبيرة من الطاقة ، لذلك فهي تستمر فقط في ظل ظروف قاسية.

6. الهدرجة. يحدث تفاعل إضافة الهيدروجين إلى أرينات تحت التسخين والضغط العالي في وجود محفزات معدنية (ني ، بت ، بي دي). يتم تحويل البنزين إلى سيكلوهكسان ، ويتم تحويل متماثلات البنزين إلى مشتقات سيكلو هكسان:

7. الهالوجين الراديكالي. يحدث تفاعل بخار البنزين مع الكلور بواسطة آلية جذرية فقط تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الصلبة. في هذه الحالة ، يضيف البنزين ثلاثة جزيئات من الكلور ويشكل منتجًا صلبًا - سداسي كلورو حلقي الهكسان:

8. الأكسدة بواسطة الأكسجين الجوي. من حيث مقاومة العوامل المؤكسدة ، يشبه البنزين الألكانات. فقط مع التسخين القوي (400 درجة مئوية) لبخار البنزين مع الأكسجين الجوي في وجود محفز ، يتم الحصول على خليط من حمض الماليك وأنهيدريد:

الخواص الكيميائية لمتناظرات البنزين.

تمتلك متجانسات البنزين عددًا من الخصائص الكيميائية الخاصة المرتبطة بالتأثير المتبادل لجذر الألكيل على حلقة البنزين ، والعكس صحيح.

ردود الفعل في السلسلة الجانبية. من حيث الخصائص الكيميائية ، فإن جذور الألكيل تشبه الألكانات. يتم استبدال ذرات الهيدروجين فيها بالهالوجينات بآلية الجذور الحرة. لذلك ، في حالة عدم وجود محفز أثناء التسخين أو الإشعاع فوق البنفسجي ، يحدث تفاعل استبدال جذري في السلسلة الجانبية. دائمًا ما يؤدي تأثير حلقة البنزين على بدائل الألكيل إلى استبدال ذرة الهيدروجين عند ذرة الكربون المرتبطة مباشرة بحلقة البنزين (ذرة الكربون أ).

الاستبدال في حلقة البنزين ممكن فقط بواسطة الآلية في وجود محفز:

ستجد أدناه أيًا من الأيزومرات الثلاثة للكلوروتولوين تكونت في هذا التفاعل.

تحت تأثير برمنجنات البوتاسيوم وغيره من المؤكسدات القوية على متماثلات البنزين ، تتأكسد السلاسل الجانبية. بغض النظر عن مدى تعقيد السلسلة البديلة ، يتم تدميرها ، باستثناء ذرة الكربون ، التي تتأكسد في مجموعة كربوكسيل.

تعطي متجانسات البنزين ذات السلسلة الجانبية الواحدة حمض البنزويك:

قواعد التوجيه (الاستبدال) في حلقة البنزين.

إن العامل الأكثر أهمية في تحديد الخصائص الكيميائية للجزيء هو توزيع كثافة الإلكترون فيه. تعتمد طبيعة التوزيع على التأثير المتبادل للذرات.

في الجزيئات التي تحتوي على سندات فقط ، يتم تنفيذ التأثير المتبادل للذرات من خلال التأثير الحثي (انظر الفقرة 17). في الجزيئات التي تكون أنظمة مترافقة ، يتجلى تأثير التأثير الميزوميري.

يسمى تأثير البدائل ، التي تنتقل من خلال نظام مترافق من السندات ، بالتأثير المتوسط ​​(M).

في جزيء البنزين ، يتم توزيع السحابة الإلكترونية بالتساوي على جميع ذرات الكربون بسبب الاقتران.

ومع ذلك ، إذا تم إدخال بعض البدائل في حلقة البنزين ، فإن هذا التوزيع المنتظم يكون مضطربًا ، ويتم إعادة توزيع كثافة الإلكترون في الحلقة. يتم تحديد مكان دخول البديل الثاني في حلقة البنزين حسب طبيعة البديل الموجود بالفعل.

تنقسم البدائل إلى مجموعتين اعتمادًا على التأثير الذي تظهره (متوسط ​​أو استقرائي): دعم الإلكترون ومتقبل الإلكترون.

تظهر البدائل المانحة للإلكترون تأثيرًا وتزيد من كثافة الإلكترون في النظام المترافق. وتشمل هذه مجموعة الهيدروكسيل -OH والمجموعة الأمينية ، ويدخل الزوج الوحيد من الإلكترونات في هذه المجموعات في الاقتران العام مع نظام الإلكترون لحلقة البنزين ويزيد من طول النظام المترافق. نتيجة لذلك ، تتركز كثافة الإلكترون في مواضع ortho و para:

لا يمكن لمجموعات الألكيل المشاركة في الاقتران العام ، لكنها تظهر تأثيرًا يحدث بموجبه إعادة توزيع مماثلة لكثافة الإلكترون.

تظهر بدائل سحب الإلكترون تأثير -M وتقلل من كثافة الإلكترون في النظام المترافق. وتشمل هذه مجموعة نيترو ، ومجموعة السلفو ، ومجموعة الألدهيد - CHO ومجموعة الكربوكسيل - مجموعات COOH. تشكل هذه البدائل نظامًا مترافقًا مشتركًا مع حلقة البنزين ، لكن السحابة الإلكترونية الكلية تتحول نحو هذه المجموعات. وبالتالي ، تنخفض كثافة الإلكترون الإجمالية في الحلقة ، وتنخفض على الأقل في المواضع الفوقية:

على سبيل المثال ، التولوين الذي يحتوي على بديل من النوع الأول يتم ترشيحه وبرومته في مواضع الفقرة والأورثو:

النيتروبنزين المحتوي على بديل من النوع الثاني يتم ترشيحه وبرومته في الوضع الفوقي:

بالإضافة إلى تأثير التوجيه ، تؤثر البدائل أيضًا على تفاعل حلقة البنزين: تسهل الموجهات من النوع الأول (باستثناء الهالوجينات) إدخال البديل الثاني ؛ المشرق من النوع الثاني (والهالوجينات) تجعل الأمر صعبًا.

يتطلب مفهوم "حلقة البنزين" فك الشفرة على الفور. للقيام بذلك ، من الضروري على الأقل النظر بإيجاز في بنية جزيء البنزين. تم اقتراح الهيكل الأول للبنزين في عام 1865 من قبل العالم الألماني أ. كيكول:

تشمل أهم الهيدروكربونات العطرية البنزين C 6 H 6 ومثيلاته: التولوين C 6 H 5 CH 3 ، زيلين C 6 H 4 (CH 3) 2 ، إلخ ؛ النفثالين C 10 H 8 والأنثراسين C 14 H 10 ومشتقاتهما.

تشكل ذرات الكربون في جزيء البنزين مسدسًا منتظمًا مسطحًا ، على الرغم من أنه عادة ما يتم رسمه ممدودًا.

تم تأكيد بنية جزيء البنزين أخيرًا من خلال تفاعل تكوينه من الأسيتيلين. تُظهر الصيغة الهيكلية ثلاثة روابط كربون-كربون مفردة وثلاثية مزدوجة. لكن مثل هذه الصورة لا تنقل البنية الحقيقية للجزيء. في الواقع ، روابط الكربون-الكربون في البنزين متكافئة ، ولها خصائص لا تشبه تلك الموجودة في الروابط الفردية أو المزدوجة. يتم شرح هذه الميزات من خلال التركيب الإلكتروني لجزيء البنزين.

الهيكل الإلكتروني للبنزين

كل ذرة كربون في جزيء البنزين في حالة تهجين sp 2. وهي مرتبطة بذرتي كربون متجاورتين وذرة هيدروجين بثلاث روابط σ. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل مسدس مسطح: جميع ذرات الكربون الست وجميع الروابط C-C و C-H تقع في نفس المستوى. سحابة الإلكترون للإلكترون الرابع (p-electron) ، التي لا تشارك في التهجين ، لها شكل دمبل وموجهة بشكل عمودي على مستوى حلقة البنزين. تتداخل هذه السحب الإلكترونية من ذرات الكربون المجاورة فوق وتحت مستوى الحلقة.

نتيجة لذلك ، تشكل ستة إلكترونات p سحابة إلكترونية مشتركة ورابطة كيميائية واحدة لجميع ذرات الكربون. توجد منطقتان من المستوى الإلكتروني الكبير على جانبي مستوى الروابط σ.

تسبب سحابة p-electron انخفاضًا في المسافة بين ذرات الكربون. في جزيء البنزين ، هما متماثلان ويساويان 0.14 نانومتر. في حالة الرابطة المفردة والمزدوجة ، ستكون هذه المسافات 0.154 و 0.134 نانومتر ، على التوالي. هذا يعني أنه لا توجد روابط مفردة ومزدوجة في جزيء البنزين. جزيء البنزين عبارة عن دورة ثابتة من ستة أعضاء من مجموعات CH متطابقة تقع في نفس المستوى. جميع الروابط بين ذرات الكربون في البنزين متكافئة ، مما يحدد الخصائص المميزة لنواة البنزين. ينعكس هذا بشكل أكثر دقة في الصيغة الهيكلية للبنزين في شكل مسدس منتظم مع دائرة بداخله (I). (ترمز الدائرة إلى تكافؤ الروابط بين ذرات الكربون.) ومع ذلك ، غالبًا ما يتم استخدام صيغة Kekule للإشارة إلى الروابط المزدوجة (II):

نواة البنزين لديها مجموعة معينة من الخصائص ، والتي تسمى عادة العطرية.

متسلسلة متجانسة ، متشابهة ، تسمية

تقليديا ، يمكن تقسيم الساحات إلى صفين. الأول يشمل مشتقات البنزين (على سبيل المثال ، التولوين أو ثنائي الفينيل) ، والثاني - أرينات مكثفة (متعددة النوى) (أبسطها النفثالين):

سلسلة البنزين المتماثلة لها الصيغة العامة C n H 2 n -6. يمكن اعتبار المتماثلات كمشتقات للبنزين ، حيث يتم استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر بجذور هيدروكربونية مختلفة. على سبيل المثال ، C 6 H 5 -CH 3 - ميثيل بنزين أو تولوين ، C 6 H 4 (CH 3) 2 - ثنائي ميثيل بنزين أو زيلين ، C 6 H 5-C 2 H 5 - إيثيل بنزين ، إلخ.

نظرًا لأن جميع ذرات الكربون في البنزين متكافئة ، فإن نظيرتها الأولى ، التولوين ، لا تحتوي على أيزومرات. يحتوي المتماثل الثاني ، ثنائي ميثيل بنزين ، على ثلاثة أيزومرات تختلف في الترتيب المتبادل لمجموعات الميثيل (البدائل). هذا هو ortho- (يُختصر بـ o-) ، أو 1،2-isomer ، حيث توجد البدائل عند ذرات الكربون المجاورة. إذا تم فصل البدائل بواسطة ذرة كربون واحدة ، فهي عبارة عن meta (مختصر m-) أو 1،3-isomer ، وإذا تم فصلها بواسطة ذرتين من الكربون ، فهي الفقرة- (اختصار p-) أو 1 ، 4-ايزومر. في الأسماء ، يُشار إلى البدائل بالأحرف (o- ، m- ، p-) أو الأرقام.

الخصائص الفيزيائية

العناصر الأولى في السلسلة المتجانسة للبنزين هي سوائل عديمة اللون لها رائحة معينة. كثافتها أقل من 1 (أخف من الماء). غير قابل للذوبان في الماء. البنزين ومثيلاته هم أنفسهم مذيبات جيدة للعديد من المواد العضوية. الساحات تحترق بلهب مدخن بسبب ارتفاع نسبة الكربون في جزيئاتها.

الخواص الكيميائية

تحدد العطرية الخواص الكيميائية للبنزين ومثيلاته. يعد نظام ستة إلكترون أكثر استقرارًا من الروابط التقليدية ثنائية الإلكترون. لذلك ، تكون تفاعلات الإضافة أقل شيوعًا للهيدروكربونات العطرية من تفاعلات الهيدروكربونات غير المشبعة. الأكثر شيوعًا بالنسبة للأرين هي تفاعلات الاستبدال. وبالتالي ، فإن الهيدروكربونات العطرية في خواصها الكيميائية تحتل موقعًا وسيطًا بين الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة.

1. ردود فعل الاستبدال

1. الهلجنة (مع Cl 2 ، Br 2)

2. النترات

3. السلفونات

4. الألكلة (تتشكل متجانسات البنزين) - تفاعلات فريدل كرافتس

تحدث ألكلة البنزين أيضًا عندما يتفاعل مع الألكينات:

ينتج عن نزع الهيدروجين من إيثيل بنزين ستيرين (فينيل بنزين):

ثانيًا. تفاعلات الإضافة

1. الهدرجة

2. الكلورة

ثالثا. تفاعلات الأكسدة

1. الاحتراق

2C 6 H 6 + 15O 2 → 12CO 2 + 6H 2 O

2. الأكسدة تحت تأثير KMnO 4 ، K 2 Cr 2 O 7 ، HNO 3 ، إلخ.

لا يحدث أي تفاعل كيميائي (على غرار الألكانات).

خصائص متجانسات البنزين

في متماثلات البنزين ، يتم تمييز جوهر وسلسلة جانبية (جذور الألكيل). من حيث الخصائص الكيميائية ، فإن جذور الألكيل تشبه الألكانات ؛ يتجلى تأثير نواة البنزين عليها في حقيقة أن ذرات الهيدروجين تشارك دائمًا في تفاعلات الاستبدال عند ذرة الكربون المرتبطة مباشرة بنواة البنزين ، وكذلك في سهولة أكسدة روابط C-H.

يتجلى تأثير شق ألكيل المتبرع بالإلكترون (على سبيل المثال ، -CH 3) على لب البنزين في زيادة الشحنات السالبة الفعالة على ذرات الكربون في مواضع ortho و para ؛ نتيجة لذلك ، يتم تسهيل استبدال ذرات الهيدروجين المرتبطة بها. لذلك ، يمكن أن تشكل متجانسات البنزين منتجات ثلاثية الاستبدال (وعادة ما يشكل البنزين مشتقات أحادي الاستبدال).

المركبات الكيميائية العطرية ، أو أرينيس ، هي مجموعة كبيرة من المركبات الحلقية الكربونية التي تحتوي جزيئاتها على دورة ثابتة من ست ذرات كربون. يطلق عليه "حلقة البنزين" ويحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية الخاصة للأرينات.

تشتمل الهيدروكربونات العطرية في المقام الأول على البنزين ومثيلاته ومشتقاته المختلفة.

يمكن أن تحتوي جزيئات أرين على عدة حلقات بنزين. تسمى هذه المركبات المركبات العطرية متعددة النوى. على سبيل المثال ، يعتبر النفثالين عقارًا معروفًا لحماية المنتجات الصوفية من العث.

البنزين

هذا أبسط ممثل للأرينات يتكون فقط من حلقة بنزين. صيغته الجزيئية هي С 6 6. غالبًا ما يتم تمثيل الصيغة الهيكلية لجزيء البنزين بالصيغة الحلقية التي اقترحها A. Kekule في عام 1865.

ميزة هذه الصيغة هي الانعكاس الصحيح لتكوين وتكافؤ جميع ذرات C و H في الحلقة. ومع ذلك ، لم تستطع تفسير العديد من الخصائص الكيميائية للأرينات ، لذا فإن البيان حول وجود ثلاثة روابط مزدوجة C = C مترافق خاطئ. أصبح هذا معروفًا فقط مع ظهور نظرية الاتصال الحديثة.

وفي الوقت نفسه ، من الشائع حتى اليوم كتابة صيغة البنزين بالطريقة التي اقترحها كيكولي. أولاً ، بمساعدتها ، من الملائم كتابة معادلات التفاعلات الكيميائية. ثانيًا ، يرى الكيميائيون المعاصرون فيه رمزًا فقط ، وليس بنية حقيقية. يتم نقل بنية جزيء البنزين اليوم من خلال أنواع مختلفة من الصيغ الهيكلية.

هيكل حلقة البنزين

يمكن تسمية السمة الرئيسية لنواة البنزين بغياب الروابط المفردة والمزدوجة بالمعنى التقليدي. وفقًا للمفاهيم الحديثة ، يتم تمثيل جزيء البنزين بواسطة مسدس مسطح بطول جانبي يساوي 0.140 نانومتر. اتضح أن طول الرابطة C-C في البنزين قيمة وسيطة بين مفرد (طوله 0.154 نانومتر) ومزدوج (0.134 نانومتر). في نفس الطائرة تكمن اتصالات S-Nتشكيل زاوية 120 درجة مع حواف الشكل السداسي.

تكون كل ذرة C في بنية البنزين في الحالة الهجينة sp2. وهي متصلة من خلال مداراتها الهجينة الثلاثة مع ذرتين متجاورتين C وذرة H. أي أنها تشكل ثلاث روابط s. آخر ، ولكن غير مهجن بالفعل ، يتداخل مداره 2p مع نفس مدارات ذرات C المجاورة (يمينًا ويسارًا). محورها عمودي على مستوى الحلقة ، مما يعني أن المدارات تتداخل فوقها وتحتها. في هذه الحالة ، يتم تشكيل نظام إلكترون مغلق مشترك. بسبب التداخل المكافئ بين المدارات 2p لست ذرات C ، يحدث نوع من "التعادل" اتصالات C-Cو C = ج.

نتيجة هذه العملية هي تشابه هذه الروابط "واحد ونصف" مع كل من الروابط المزدوجة والمفردة. هذا ما يفسر حقيقة أن الأرينات تظهر خصائص كيميائية مميزة لكل من الألكانات والألكينات.

تبلغ طاقة رابطة الكربون والكربون في حلقة البنزين 490 كيلوجول / مول. وهو أيضًا المتوسط ​​بين طاقات رابطة فردية ومتعددة.

تسمية الساحة

أساس أسماء الهيدروكربونات العطرية هو البنزين. يتم ترقيم الذرات الموجودة في الحلقة من أعلى بديل. إذا كانت البدائل متكافئة ، فسيتم الترقيم على طول أقصر مسار.

بالنسبة للعديد من متجانسات البنزين ، غالبًا ما تستخدم الأسماء التافهة: ستيرين ، تولوين ، زيلين ، إلخ. لتعكس الترتيب المتبادل للبدائل ، من المعتاد استخدام البادئات οptο- ، meta- ، para-.

إذا كان الجزيء يحتوي على مجموعات وظيفية ، على سبيل المثال ، الكربونيل أو الكربوكسيل ، فإن جزيء الأرين يعتبر جذريًا عطريًا مرتبطًا به. على سبيل المثال ، -C 6 Η 5 - فينيل ، -C 6 4 - فينيلين ، C 6 5 -CH 2 - بنزيل.

الخصائص الفيزيائية

الممثلون الأولون في سلسلة البنزين المتجانسة هم سوائل عديمة اللون برائحة معينة. وزنها أخف من الماء ، حيث أنها لا تذوب عمليًا ، ولكنها قابلة للذوبان بسهولة في معظم المذيبات العضوية.

تحترق جميع الهيدروكربونات العطرية مع ظهور لهب مدخن ، وهو ما يفسره المحتوى العالي من C في الجزيئات. تزداد نقاط انصهارها وغليانها مع زيادة قيم الأوزان الجزيئية في سلسلة البنزين المتجانسة.

الخواص الكيميائية للبنزين

من بين الخصائص الكيميائية المختلفة للأرينات ، يجب ذكر تفاعلات الاستبدال بشكل منفصل. كما أن بعض تفاعلات الإضافة التي يتم إجراؤها في ظروف خاصة وعمليات الأكسدة مهمة جدًا.

تفاعلات الاستبدال

تستطيع الإلكترونات π المتحركة تمامًا لحلقة البنزين أن تتفاعل بنشاط كبير مع مهاجمة المواد الكهربائية. يتضمن هذا الاستبدال الكهربي حلقة البنزين نفسها في البنزين وسلسلة الهيدروكربون المرتبطة بها في متماثلاتها. تمت دراسة آلية هذه العملية بشيء من التفصيل. الكيمياء العضوية. تتجلى الخصائص الكيميائية للأرينات المرتبطة بهجوم المركبات الكهربائية من خلال ثلاث مراحل.

• المرحلة الأولى. ظهور المركب بسبب ارتباط نظام الإلكترون π لنواة البنزين بجسيم X + المرتبط بستة إلكترونات π.

تؤدي المعالجة بالبروم للبنزين في وجود الحديد أو بروميدات الألومنيوم بدون تسخين إلى إنتاج البروموبنزين:

ج 6 Η 6 + Br2 -> ج 6 5 -Br + ΗBr.

تؤدي النترات بمزيج من أحماض النيتريك والكبريتيك إلى مركبات تحتوي على مجموعة نيترو في الحلقة:

ج 6 Η 6 + ONO 2 -> ج 6 5-رقم 2 + 2 O.

يتم إجراء عملية السلفنة بواسطة أيون ثنائي السلفونيوم الناتج عن التفاعل:

3Η 2 SO 4 ⇄ SO 3 Η + + 3 O + + 2ΗSO 4 - ،

أو ثالث أكسيد الكبريت.

التفاعل يتوافق مع هذه الخاصية الكيميائية للأرينات:

ج 6 H 6 + SO 3 H + -> C 6 H 5 -SO 3 H + H +.

يتم إجراء تفاعلات استبدال Alkyl و acyl ، أو تفاعلات Friedel-Crafts ، في وجود AlCl 3 اللامائي.

هذه التفاعلات غير مرجحة للبنزين وتستمر بصعوبة. لا تحدث إضافة هاليدات الهيدروجين والماء إلى البنزين. ومع ذلك ، في درجات حرارة عالية جدًا في وجود البلاتين ، يكون تفاعل الهدرجة ممكنًا:

ج 6 Η 6 + 3 س 2 -> ج 6 س 12.

عند تعريضها للأشعة فوق البنفسجية ، يمكن لجزيئات الكلور أن تنضم إلى جزيء البنزين:

С 6 Η 6 + 3Cl 2 -> C 6 6 Cl 6.

تفاعلات الأكسدة

البنزين شديد المقاومة للعوامل المؤكسدة. لذلك ، لا يزيل لون المحلول الوردي لبرمنجنات البوتاسيوم. ومع ذلك ، في وجود أكسيد الفاناديوم ، يمكن أن يتأكسد بالأكسجين الجوي إلى حمض الماليك:

C 6 H 6 + 4O -> COOΗ-CΗ \ u003d CΗ-COOΗ.

في الهواء يحترق البنزين مع ظهور السخام:

2C 6 H 6 + 3O2 → 12C + 6H 2 O.

الخواص الكيميائية للأرينات

1. الاستبدال.

قواعد التوجيه

يتم تحديد الموضع (o- أو m- أو p-) الذي سيتخذه البديل أثناء تفاعل العامل المحب للكهرباء مع حلقة البنزين وفقًا للقواعد:

• إذا كان هناك بالفعل بديل في نواة البنزين ، فهو الذي يوجه المجموعة القادمة إلى موقع معين ؛
• تنقسم جميع بدائل التوجيه إلى مجموعتين: موجهات من النوع الأول توجه المجموعة القادمة من الذرات إلى الموضعين العمودي والشبه (-NH 2 ، -OH ، -CH 3 ، -C 2 H 5 ، الهالوجينات) ؛ الموجهات من النوع الثاني توجه البدائل الواردة إلى الموضع الفوقي (-NO 2، -SO 3 Η، -СΗО، -СООΗ).

يتم سرد الموجهين هنا بترتيب تناقص قوة التوجيه.

وتجدر الإشارة إلى أن هذا التقسيم لبدائل المجموعة مشروط ، نظرًا لحقيقة أنه في معظم التفاعلات لوحظ تكوين الأيزومرات الثلاثة. يؤثر المشرق فقط على أي من الأيزومرات سيتم الحصول عليه بكميات أكبر.

الحصول على الساحات

المصادر الرئيسية للأرينات هي التقطير الجاف للفحم الصلب وتكرير النفط. يحتوي قطران الفحم على كمية هائلة من الهيدروكربونات العطرية المختلفة. تحتوي بعض أنواع الزيت على ما يصل إلى 60٪ أرينات ، والتي يسهل عزلها عن طريق التقطير البسيط أو الانحلال الحراري أو التكسير.

غالبًا ما تكون طرق التحضير التخليقي والخواص الكيميائية للأرينات مترابطة. يتم الحصول على البنزين ، مثل نظائره ، بإحدى الطرق التالية.

1. إصلاح المنتجات البترولية. يعتبر نزع الهيدروجين من الألكانات أهم طريقة صناعية لتخليق البنزين والعديد من متماثلاته. يتم إجراء التفاعل عن طريق تمرير الغازات فوق محفز ساخن (أكاسيد Pt و Cr 2 O 3 و Mo و V) عند t = 350-450 درجة مئوية:

ج 6 س 14 -> ج 6 6 + 4Η 2.

2. تفاعل Wurtz-Fittig. يتم تنفيذه خلال مرحلة الحصول على المركبات العضوية المعدنية. نتيجة التفاعل ، يمكن الحصول على العديد من المنتجات.

3. تثلث الأسيتيلين. الأسيتيلين نفسه ، وكذلك متماثلاته ، قادرون على تكوين أرينات عند تسخينها بمحفز:

3С 2 Η 2 -> С 6 Η 6.

4. رد فعل فريدل كرافتس. تم بالفعل النظر في طريقة الحصول على متماثلات البنزين وتحويلها في الخواص الكيميائية للأرينات.

5. الحصول على الأملاح المقابلة. يمكن عزل البنزين عن طريق تقطير أملاح حمض البنزويك بالقلويات:

C 6 Η 5 -COONa + NaO -> C6 6 + Na 2 CO 3.

6. استعادة الكيتونات:

C 6 Η 5 -CO-CΗ 3 + Zn + 2ΗCl -> C 6 Η 5 -CΗ 2-CΗ 3 + Η 2 O + ZnCl 2 ؛

CΗ 3 -C 6 Η 5 -CO-CΗ 3 + NΗ 2 -NΗ 2 -> CΗ 3 -C 6 5 -CΗ 2-CΗ 3 + 2 O.

تطبيق آرينيس

ترتبط الخصائص الكيميائية وتطبيقات الأرينات ارتباطًا مباشرًا ، حيث يتم استخدام الجزء الرئيسي من المركبات العطرية لمزيد من التوليف في الإنتاج الكيميائي ، ولا يتم استخدامه في الشكل النهائي. الاستثناء هو المواد المستخدمة كمذيبات.

يستخدم البنزين C 6 6 بشكل رئيسي في تخليق إيثيل بنزين ، كيومين ، وسيكلوهكسان. على أساسها ، يتم الحصول على منتجات شبه لتصنيع البوليمرات المختلفة: المطاط والبلاستيك والألياف والأصباغ والمواد الخافضة للتوتر السطحي والمبيدات الحشرية والأدوية.

يستخدم التولوين C 6 H 5 -CH 3 في صناعة الأصباغ والمخدرات والمتفجرات.

تستخدم Xylenes С 6 Η 4 (СН 3) 2 في صورة مختلطة (زيلين تقني) كمذيب أو تحضير أولي لتخليق المواد العضوية.

Isopropylbenzene (أو cumene) С 6 4 -СН (СН 3) 2 هو الكاشف الأولي لتخليق الفينول والأسيتون.

فينيل بنزين (ستيرين) C 6 Η 5 -CΗ = СΗ 2 مادة خام للحصول على أهم مادة بوليمرية - البوليسترين.

أرينا (الهيدروكربونات العطرية)

أرينيس أو الهيدروكربونات العطرية - هذه مركبات تحتوي جزيئاتها على مجموعات حلقية مستقرة من الذرات (نوى البنزين) بنظام مغلق من الروابط المترافقة.

لماذا "العطرية"؟ لان بعض المواد لها رائحة طيبة. ومع ذلك ، في الوقت الحاضر ، يتم وضع معنى مختلف تمامًا في مفهوم "العطرية".

تعني أروماتية الجزيء استقراره المتزايد بسبب عدم تمركز الإلكترونات في نظام دوري.

معايير عطرية Arenes:

1. ذرات الكربون في sp 2 - الحالة المهجنة تشكل دورة.
2. ذرات الكربون مرتبة في طائرة واحدة(الدورة لها هيكل مسطح).

يحتوي نظام مغلق من السندات المترافقة

4n + 2π إلكترونات ( نهو عدد صحيح).

يتوافق جزيء البنزين تمامًا مع هذه المعايير. ج 6 ح 6.

المفهوم " حلقة البنزين"يتطلب فك التشفير. للقيام بذلك ، من الضروري النظر في بنية جزيء البنزين.

فيجميع الروابط بين ذرات الكربون في البنزين هي نفسها (لا توجد روابط مزدوجة أو مفردة على هذا النحو) ويبلغ طولها 0.139 نانومتر. هذه القيمة متوسطة بين طول الرابطة الأحادية في الألكانات (0.154 نانومتر) وطول الرابطة المزدوجة في الألكينات (0.133 نانومتر).

عادة ما يتم تصوير تكافؤ الروابط على أنه دائرة داخل الدورة

يعطي الاقتران الدائري زيادة في الطاقة قدرها 150 كيلوجول / مول. هذه القيمة طاقة الاقتران - كمية الطاقة التي يجب إنفاقها لكسر النظام العطري للبنزين.

الصيغة العامة: ج ن H 2n-6(ن ≥ 6)

سلسلة متشابهة:

متماثلات البنزين عبارة عن مركبات تتكون عن طريق استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر في جزيء بنزين بجذور الهيدروكربون (R):

أورثو- (حول-) بدائل في ذرات الكربون المجاورة للحلقة ، أي 1،2- ؛
ميتا- (م-) بدائل من خلال ذرة كربون واحدة (1،3-) ؛
زوج- (ص-) بدائل على جوانب متقابلة من الحلقة (1،4-).

أريل

ج 6H5- (فينيل) و C6H الجذور العطرية أحادية التكافؤ لها الاسم الشائع " أريل". ومن بين هؤلاء ، هناك نوعان شائعان في تسميات المركبات العضوية:

ج 6H5- (فينيل) و ج 6 H 5 CH 2- (بنزيل). 5 CH 2- (بنزيل).

الايزومرية:

الهيكلي:

1) مناصب النواب دي-, ثلاثة- و تترا-البنزين المستبدلة (على سبيل المثال ، حول-, م- و ص-xylenes) ؛

2) هيكل عظمي كربوني في السلسلة الجانبية يحتوي على 3 ذرات كربون على الأقل:

3) تماثل البدائل R ، بدءًا من R = C 2 H 5.

الخواص الكيميائية:

أرينيس هي أكثر خصائص ردود الفعل الجارية مع الحفاظ على النظام العطري، يسمى، تفاعلات الاستبدالذرات الهيدروجين المرتبطة بالدورة.

2. النترات

يتفاعل البنزين مع خليط نترت (خليط من أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة):

3. الألكلة

استبدال ذرة الهيدروجين في حلقة البنزين بمجموعة ألكيل ( الألكلة) يحدث تحت الإجراء هاليدات الألكيلأو الألكيناتفي وجود المحفزات AlCl 3 ، AlBr 3 ، FeCl 3.

الاستبدال في ألكيل بنزين:

تعتبر متجانسات البنزين (alkylbenzenes) أكثر نشاطًا في تفاعلات الاستبدال من البنزين.

على سبيل المثال ، عند نترات التولوين ج 6 H 5 CH 3لا يمكن أن يحدث استبدال ذرات هيدروجين واحدة ، ولكن ثلاث ذرات بتكوين 2،4،6-ثلاثي نيتروتولوين:

ويسهل الاستبدال في هذه المناصب.

من ناحية أخرى ، تحت تأثير حلقة البنزين ، مجموعة الميثيل CH 3في التولوين يصبح أكثر نشاطًا في تفاعلات الأكسدة والإحلال الجذري مقارنة بالميثان CH 4.

يتأكسد التولوين ، على عكس الميثان ، في ظروف معتدلة (يغير لون المحلول المحمض لـ KMnO 4 عند تسخينه):

أسهل من الألكانات ، تبدأ تفاعلات الاستبدال الجذري سلسلة جانبيةألكيل بنزين:

ويفسر ذلك حقيقة أن الجذور الوسيطة المستقرة تتشكل بسهولة (عند طاقة تنشيط منخفضة) في المرحلة المحددة. على سبيل المثال ، في القضية التولوينيتم تشكيل جذري بنزيل Ċ H 2-C 6 H 5. إنه أكثر استقرارًا من الجذور الحرة الألكيل ( Ċ ح 3 Ċ H 2 R) ، لأن يتم تحديد موقع إلكترونها غير المقترن بسبب التفاعل مع نظام الإلكترون لحلقة البنزين:

قواعد التوجيه

1. تقوم البدائل الموجودة في حلقة البنزين بتوجيه المجموعة التي دخلت حديثًا إلى مواقع معينة ، أي لها تأثير توجيهي.

2. وفقًا لإجراءاتهم التوجيهية ، يتم تقسيم جميع البدائل إلى مجموعتين:مرشدين من النوع الأولو مسترشدون من النوع الثاني.

   الشرقيون من النوع الأول(زوج أورثو-orientants) يوجه الاستبدال اللاحق بشكل رئيسي فيأورثو- و زوج- الأحكام.

   وتشمل هذه مانح الإلكترونالمجموعات (يشار إلى التأثيرات الإلكترونية للمجموعات بين قوسين):

ص ( + أنا); - أوه(+ م ، -أنا); - أو(+ م ، -أنا); - NH2(+ م ، -أنا); - NR 2(+ م ، -أنا) + تأثير M في هذه المجموعات أقوى من تأثير -I.

تعمل المُشرِفات من النوع الأول على زيادة كثافة الإلكترون في حلقة البنزين ، وخاصة على ذرات الكربون فيأورثو- و زوج- المواضع التي تفضل تفاعل هذه الذرات مع الكواشف الالكتروفيلية.

المنشطات من النوع الأول ، عن طريق زيادة كثافة الإلكترون في حلقة البنزين ، تزيد من نشاطها في تفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلي مقارنة بالبنزين غير المستبدل.

تحتل الهالوجينات مكانة خاصة بين الشرقيين من النوع الأولسحب الإلكترونالخصائص:

-F (+ م<–I ), -Cl (+ م<–I ), -Br (+ م<–I ).

كون زوج أورثو-موجهات ، فإنها تبطئ الاستبدال الإلكتروفيلي. العقل قوي -أنا- تأثير ذرات الهالوجين الكهربية التي تقلل من كثافة الإلكترون في الحلقة.

الموجهون من النوع الثاني ( ميتا-موجهات)الاستبدال اللاحق المباشر في الغالب إلى ميتا-موقع.
وتشمل هذه سحب الإلكترونمجموعات:

-لا 2 (-م ، -أنا); -COOH (-م ، -أنا); -CH = O (-م ، -أنا); -SO 3 H (-أنا); -NH3 + (-أنا); -CCl 3 (-أنا).

تقلل عوامل التوجيه من النوع الثاني كثافة الإلكترون في حلقة البنزين ، وخاصة في أورثو- و زوج- الأحكام. لذلك ، فإن الإلكتروفيل يهاجم ذرات الكربون ليس في هذه المواضع ، ولكن في ميتا- الموضع ، حيث تكون كثافة الإلكترون أعلى إلى حد ما.
مثال:

جميع الموجهات من النوع الثاني ، التي تقلل من كثافة الإلكترون الكلية في حلقة البنزين ، تقلل من نشاطها في تفاعلات الاستبدال الكهربية.

وبالتالي ، فإن سهولة الاستبدال الإلكتروفيلي للمركبات (معطاة كأمثلة) تتناقص في السلسلة:

التولوين C 6 H 5 CH على عكس البنزين ، تتأكسد متماثلاته بسهولة تامة.