Węglowodory aromatyczne

1.Węglowodory aromatyczne

Związki organiczne zbudowane z atomów węgla i wodoru, zawierające w cząsteczce co najmniej jeden pierścień aromatyczny, najczęściej benzenowy. Należą do nich m.in. benzen, toluen i ksyleny.

2.Areny

Inna nazwa węglowodorów aromatycznych. Są to związki zawierające układ aromatyczny i wykazujące charakterystyczne właściwości wynikające z delokalizacji elektronów.

3.Benzen

Najprostszy i najważniejszy węglowodór aromatyczny o wzorze sumarycznym $C_6H_6$. Ma sześcioczłonowy pierścień z delokalizacją elektronów, dlatego wszystkie wiązania między atomami węgla mają jednakową długość.

4.Pierścień benzenowy

Sześcioczłonowy cykliczny układ atomów węgla charakterystyczny dla benzenu i wielu jego pochodnych. Elektrony $\pi$ są w nim zdelokalizowane nad i pod płaszczyzną pierścienia.

5.Delokalizacja elektronów

Rozmieszczenie elektronów $\pi$ nie między dwoma konkretnymi atomami, lecz nad całym pierścieniem aromatycznym. To właśnie ona zwiększa trwałość benzenu i decyduje o jego szczególnych właściwościach.

6.Aromatyczność

Szczególna trwałość układu pierścieniowego wynikająca z obecności zdelokalizowanych elektronów $\pi$. W szkolnym ujęciu oznacza to, że związek ma stabilny układ podobny do benzenu i reaguje inaczej niż alkeny.

7.Toluen

Metylobenzen, czyli pochodna benzenu zawierająca jedną grupę metylową. Ma wzór sumaryczny $C_7H_8$ i należy do homologów benzenu.

8.Ksyleny

Dimetylobenzeny, czyli pochodne benzenu z dwiema grupami metylowymi. Występują w trzech izomerach położeniowych: orto-, meta- i para-.

9.Homologi benzenu

Związki z szeregu homologicznego benzenu o wzorze ogólnym $C_nH_{2n-6}$, zawierające pierścień benzenowy z przyłączonymi grupami alkilowymi, np. toluen. Kolejne homologi różnią się o grupę $CH_2$ i mają podobne właściwości chemiczne.

10.Substytucja

Typowa reakcja arenów, polegająca na zastąpieniu atomu wodoru przy pierścieniu benzenowym innym atomem lub grupą atomów. Dzięki temu pierścień aromatyczny zostaje zachowany.

11.Halogenowanie benzenu

Reakcja benzenu z chlorem lub bromem, prowadząca do podstawienia atomu wodoru halogenem. Zachodzi zwykle w obecności katalizatora, np. $FeCl_3$ lub $FeBr_3$.

12.Nitrowanie benzenu

Reakcja benzenu ze stężonym kwasem azotowym(V) w obecności stężonego kwasu siarkowego(VI). Produktem jest nitrobenzen, a reakcja ma charakter substytucji.

13.Spalanie arenów

Węglowodory aromatyczne spalają się, tworząc przy dostępie odpowiedniej ilości tlenu $CO_2$ i $H_2O$. Ze względu na duży udział węgla często palą się kopcącym płomieniem.

14.Właściwości fizyczne benzenu

Benzen jest bezbarwną cieczą o charakterystycznym zapachu, słabo rozpuszcza się w wodzie i jest od niej lżejszy. Jest substancją toksyczną i szkodliwą dla zdrowia.

15.Izomery orto, meta, para

Izomery położeniowe disubstytuowanych pochodnych benzenu. Określają wzajemne położenie dwóch podstawników w pierścieniu: orto - sąsiednie, meta - rozdzielone jednym atomem węgla, para - naprzeciw siebie.

16.Sadza

Drobne cząstki węgla powstające podczas niecałkowitego spalania związków bogatych w węgiel, w tym wielu arenów. Odpowiada za kopcący płomień.