Aromatik uglevodorod. Aromatik uglevodorod — molekulasida benzol yadrosi boʻlgan uglevodorod. Aromatik uglevodorodning asosiy vakillari benzol (C6H6) va uning hosilalaridir (masalan, toluol: C6H5-CH3, stirol: C6H5-CH=CH2 va boshqalar). Arenlarning dastlabki topilgan aʼzolari oʻziga xos yoqimli hidga ega boʻlganligi sababli ular "aromatik uglevodorodlar" deb ataladi. Benzol yadrolari kondensirlangan aromatik uglevodorodlarga naftalin, antrasen, fenantren va boshqalar kiradi. Baʼzi kondensirlangan aromatik uglevodorodlarning molekulasi juda koʻp benzol yadrosidan tashkil topgan boʻladi (masalan, koronenda 6 ta). Aromatik uglevodorodlarning asosiy manbai toshkoʻmirni kokslash natijasida olinadigan mahsulotlardir. C6H5Cl+NaCH3=C6H5CH3+NaCl Benzol molekulasining tuzilishi. Umumiy formulasi C6H6 boʻlganligi sababli uni toʻyinmagan birikmalar qatoriga kiritish mumkin. Lekin benzol bromli suv va kaliy permanganat eritmasi bilan reaksiyaga kirishmaydi, yaʼni toʻyinmagan birikmalarga xos reaksiyalarga kirishmaydi. Benzol bugʻi bilan vodorod gazi aralashmasi katalizatorga ega (Pt) qizdirilgan nay orqali oʻtkazilsa, benzolning har bir molekulasiga uch molekula vodorod birikib, tsiklogeksan hosil boʻladi: Bu xossa benzolning halqali tuzilishiga ega ekanligini isbotlaydi. „Molekula tarkibidagi uglerodning olti atomi tsikl tuzib yopiladi va ular oʻzaro qoʻshbogʻ va oddiy bogʻ orqali navbat bilan joylashadi“, deb benzolning tuzilish formulasini birinchi marta nemis olimi A.Kekule taklif qildi. XX asrning boshlaridagina har xil fizik usullardan foydalanish natijasida benzol molekulasining tuzilishini tushuntirishga mavaffaq boʻlindi. Barcha uglerod atomlari oʻxshash, elekrton zichligi bir xil ajratilgan, uglerod atomlarining masofasi oʻzaro teng (0,140 nm). Benzol molekulasi teng tomonli olti burchakli shaklda boʻladi. Benzoldagi har bir uglerod atomida bitta "s"- va ikkita "p"-elektron bulutlari "sp2"-gibridlangan holatda boʻladi, ammo bitta "p"-elektron buluti gibridlanmagan. Uchala gibridlangan orbitallar bitta tekislikda joylashib, iiki tomondagi uglerod atomlari va bir vodorod atomi orbitallari bilan qoplanadi. Natijada uchta σ-bogʻ hosil boʻladi. Har bir uglerodning gibridlanmagan "p"-orbitali shu tekislikka perpendikulyar joylashib, bu bulutlar ham bir-biri bilan qoplanadi. Bu qoplanishlar gibridlangan orbitallar yotgan tekislikning ikki tomonida (osti va ustida) amalga oshadi. Natijada benzolning oltita uglerod atomining "2p"-orbitallari qoplanishidan π-bogʻ hosil boʻladihamda umumiy π-elektron yopiq tizim vujudga keladi. Aromatik, oddiy va qoʻsh bogʻlanishlarning ayrim tavsiflari Arenlarning gomologlari, izomerlari va nomlanishi. Aromatik uglevodorodlar sistematik nomenklatura boʻyicha "arenlar" deb ataladi. Benzol molekulasining vodorod atomlari radikallarga almashinganda benzolning gomologlar hosil boʻladi. Benzolning gomologlarini nomlash uchun shakllangan trivial nomlashlar ham ishlatiladi: metilbenzol — "toluol", dimetilbenzol — "ksilol", izopropilbenzol — "kumol", vinilbenzol — "stirol" deb ataladi. Molekulasida bir necha radikallar boʻlgan birikmalarni nomlash uchun benzol halqasidagi uglerod atomlari raqamlanib, birikma nomlanganda oʻrinbosar (radikal)ning oʻrni sonlar orqali koʻrsatiladi. Agar benzol molekulasining ikkita vodorod atom radikallarga almashingan boʻlsa, u holda benzolning "orto-", "meta-", "para-" hosilalari paydo boʻladi. Ular qisqacha birinchi harfi bilan belgilanadi: "orto — o", "meta — m", "para — p". Shuningdek, harflar oʻrniga sonlar orqali belgilash ham qabul qilingan. Arenlarning olinishi. Arenlar asosan toshkoʻmir smolasi va neftni fraktsiyalash yoʻli orqali haydab olinadi. Shu bilan birga toshkoʻmirni kokslaganda va neftni haydashda hosil boʻladigan gazlarni sintezlash orqali ham olinadi. Alkanlarni katalizator ishtirokida aromatlab degidrogenlashda (riforning) benzol va uning hosilalari hosil boʻladi. C6H12 → C6H6 + 3H2↑ Arenlarni tsiklogeksan va uning gomologlarini degidrogenlab olish mumkin. N. D. Zelinskiy neftning tarkibidagi tsiklogeksanni "Pt", "Pd" katalizatorlari ishtirokida 300 °C haroratda degidrogenlab benzol oldi. Ushbu keltirilgan tsikogeksan hosilalari degidrogenlanganda, benzolning hosilalari hosil boʻladi: C6H11 — CH3 → C6H5 + 3H2↑ Faollashtirilgan koʻmir toʻldirilib, qizdrilgan nay orqali atsetilen oʻtkazish bilan benzol oʻzlashtirish mumkin: Yoki reaksiya tenlamasini molekula koʻrinishida yozsak: 3C2H2 -> C6H6 Fizik xossalari. Aromatik uglevodorodlar oʻziga xos hidli, suvda erimaydigan, suvdan yengil suyuq moddalardir. Aromatik uglevodorodlar bir qator organik erituvchilarda yaxshi eriydi va koʻpchilik organik moddalarni eritadi. Benzol gomologlarining nisbiy molekulyar massalarining suyuqlanishi bilan bogʻliq holda erish va qaynash haroratlari qonuniy ravishda oshadi. Benzol zaharli modda. Benzol bugʻi bilan doimiy nafas olinganda anemiya, leykemiya kabi kasalliklarga duchor boʻladi. Toluol va boshqa gomologlarining zarari benzolga qaragnada kamroq. Kimyoviy xossalari. Arenlar oʻrin olish, birikish va oksidlanish reaksiyalariga kirishadi. Oʻrin olish reaksiyalari. Galogenlar bilan oʻrin olish reaksiyalari temir (III) tuzlari ishtirokida boradi: formula_1 formula_2 "Nitrolash raeksiyasi". Nitrlovchi aralashmaning ishtirokida qizdirilganda benzoldan nitrobenzol hosil boʻladi: formula_3 Benzolning gomologlari oʻrin olish reaksiyalariga benzolga qaraganda oson kirishadi. Masalan: metilbenzol (toluol) oʻrin olish reaksiyasiga benzoldan koʻra oson kirishadi va 2-,4-,6-holatdagi vodorod atomlari oson almashinadi. Toluolning nitrat kislotasi bilan reaksiyaga kirishishi natijasida 2,4,6-trinitrotoluol hosil boʻladi. formula_4 2-,4-,6-trinitrotoluol "trotil, tol," TNT deb ataladi, portlovchi modda sifatida ishlatiladi. Birikish reaksiyalari. Aromaik uglevodorodlarning birinchi vakili benzol birikish reaksiyalariga qiyin kirishadi. Faqat qattiq qizdirilganda yoki ultrabinafsha nurlar bilan taʼsir etganda va katalizator ishtirokidagina benzol toʻyinmagan xossani namoyon qilib, vodorod va galogenlarni biriktirib oladi. "Gidrogenlanishi" — Nikel, platina, palladiy singari katalizatorlar ishtirokida qizdirilganda va yuqori bosim taʼsirida benzol vodorodni biriktirib olib tsiklogeksanga aylanadi. Yoki reaksiya tenlamasini molekula koʻrinishida yozsak: C6H6 + 3H2 -> C6H12. "Galogenlarni biriktirib olishi". Ultrabinafsha nurlarining taʼsirida benzol xlorning olti atomini biriktirib olib, natijada geksaxlortsiklogeksan (geksaxloran) hosil boʻladi: Yoki reaksiya tenlamasini molekula koʻrinishida yozsak: C6H6 + 3Cl2 -> C6H6Cl6