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Composés halogénés

Chimie A-Level · Sujet 31

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7:56

Composés halogénés (A2)

Un agriculteur pulvérise un champ. Beaucoup des pesticides et herbicides dans ce réservoir sont des halogénobenzènes : un atome de chlore lié directement sur un cycle benzénique. Maintenant regardez…

Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés

31.1

Fabrication d'haloaryles

Programme
  1. se souvenir des réactions permettant de produire des halogénosaryles : substitution d'une arène avec $\text{Cl}_2$ ou $\text{Br}_2$ en présence d'un catalyseur, $\text{AlCl}_3$ ou $\text{AlBr}_3$ pour former un halogénosaryl, exemplifié par le benzène formant du chlorobenzène et le toluène formant du 2-chlorométylbenzène et du 4-chlorométylbenzène
  2. expliquer la différence de réactivité entre un halogénure d'alcoyle et un halogénosaryl, exemplifiée par le chloroéthane et le chlorobenzène

Source : Programme Cambridge International

Un haloaryle 卤代芳烃 (aussi appelé halogénure d'aryl) se forme lorsqu'un aréne 芳烃 réagit avec $\text{Cl}_2$ ou $\text{Br}_2$, en utilisant $\text{AlCl}_3$ ou $\text{AlBr}_3$ comme catalyseur 催化剂. C'est la substitution électrophile vue dans le chapitre sur les arènes — l'halogène remplace un hydrogène sur l'anneau.

  • le benzène donne du chlorobenzène.
  • le méthylbenzène donne du 1-chloro-2-méthylbenzène et du 1-chloro-4-méthylbenzène (le groupe méthyle dirige le chlore vers les positions 2 et 4).
Benzène réagissant avec du chlore, utilisant l'aluminium chlorure comme catalyseur, pour donner du chlorobenzène et du chlorure d'hydrogène — un chlore remplace un hydrogène sur l'anneau
Fabrication d'un haloaryle par substitution électrophile : avec un catalyseur AlCl₃, un chlore remplace un hydrogène sur l'anneau (donnant HCl)
Un tracteur pulvérisant une culture dans un champ
De nombreux pesticides et herbicides sont des haloaryles — atomes de chlore liés à un noyau benzénique
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Laboratoire des halogénobenzènes

Comparez les halogénobenzènes avec les halogénofanes.

Vocabulaire Entrainer
Anglais Chinois Pinyin
halogenoarene/ˈheɪləʊdʒnɔːren/ 卤代芳烃 lǔ dài fāng tīng
arene/ˈæren/ 芳烃 fāng tīng
catalyst/ˈkætəlɪst/ 催化剂 cuī huà jì
halogenoalkane/ˈheɪləʊdʒnəʊlkeɪn/ 卤代烷 lǔ dài wán
nucleophilic substitution/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ 亲核取代 qīn hé qǔ dài
lone pair/ləʊn peə/ 孤对电子 gū duì diàn zi
delocalised/dɪˈlɒkəlaɪzd/ 离域 lí yù
nucleophile/ˈnjuːklɪɒfaɪl/ 亲核试剂 qīn hé shì jì
31.1

Pourquoi un haloaryle est moins réactif qu'un halogénure d'alcyle

Comparez le chloroéthane (un halogénure d'alcyle 卤代烷) avec le chlorobenzène (un haloaryle).

Un halogénure d'alcyle réagit facilement par substitution nucléophile 亲核取代 : sa liaison C–Cl est polaire, donc un nucléophile peut attaquer le carbone légèrement positif et repousser l'halogène.

Un haloaryle est très peu réactif envers la substitution nucléophile. Il y a deux raisons :

  • une paire libre 孤对电子 sur le chlore se recouvre latéralement avec l'anneau délocalisé 离域 des électrons. Cela confère à la liaison C–Cl un caractère partiel de double liaison, la rendant plus courte et plus forte, donc beaucoup plus difficile à rompre.
  • l'anneau riche en électrons repousse un nucléophile 亲核试剂 approchant.

Ainsi, le chlorobenzène ne réagit pas avec des nucléophiles tels que $\text{OH}^-$ dans des conditions normales, tandis que le chloroéthane le fait.

Chloroéthane avec un nucléophile attaquant son carbone légèrement positif, à côté du chlorobenzène où la paire libre du chlore se recouvre avec l'anneau et l'anneau repousse le nucléophile
Le chloroéthane réagit (un nucléophile attaque le carbone $\delta+$), mais le chlorobenzène ne le fait pas : la paire libre de Cl renforce la liaison C–Cl et l'anneau repousse les nucléophiles
31.1

Conseils d'examen

  • Un haloaryle est moins réactif qu'un halogénure d'alcyle : la paire libre se délocalise vers l'anneau, conférant à la liaison $\text{C-X}$ un caractère partiel de double liaison.
  • Distinguez un halogène sur l'anneau (nécessite un catalyseur, inerte envers la substitution) d'un halogène sur une chaîne latérale (réagit comme un halogénure d'alcyle).

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