Skip to content · ⁨דלג לתוכן⁩

Halogen compounds · ⁨תרכובות הלוגן⁩

A-Level Chemistry · ⁨כימיה A-Level⁩ · Topic 31 · ⁨נושא 31⁩

Video lesson for this topic · ⁨שיעור וידאו לנושא זה⁩ Open the video page · ⁨פתח את עמוד הוידאו⁩
7:56

תרכובות הלוגן (A2)

חוואי ריסס שדה. חלק ניכר מהמדבשים והעשבים הרעים במיכל הם אריל-הלוגנים: אטום כלור קשור ישירות לטבעת בנזן. עכשיו תסתכל…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון⁩

31.1

Making halogenoarenes · ⁨הכנת הלוגנוארנים⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English
  1. recall the reactions by which halogenoarenes can be produced: substitution of an arene with $\text{Cl}_2$ or $\text{Br}_2$ in the presence of a catalyst, $\text{AlCl}_3$ or $\text{AlBr}_3$ to form a halogenoarene, exemplified by benzene to form chlorobenzene and methylbenzene to form 2-chloromethylbenzene and 4-chloromethylbenzene
  2. explain the difference in reactivity between a halogenoalkane and a halogenoarene as exemplified by chloroethane and chlorobenzene
עברית
  1. זכור את התגובות שבהן ניתן לייצר הלוארנים: הצבה של ארן עם $\text{Cl}_2$ או $\text{Br}_2$ בנוכחות חומר זריק, $\text{AlCl}_3$ או $\text{AlBr}_3$ ליצירת הלוארן, כפי שמוצג בהמרה של בנזן לכולורובנזן ומתילבנזן ל-2-כולורומתילבנזן ול-4-כולורומתילבנזן
  2. הסבר את ההבדל בתגורניות בין הלוגנואלקן ל-הלוארן כפי שמוצג על ידי כלורואתן וכולורובנזן

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

English

A halogenoarene 卤代芳烃 (also called an aryl halide) is formed when an arene 芳烃 reacts with $\text{Cl}_2$ or $\text{Br}_2$, using $\text{AlCl}_3$ or $\text{AlBr}_3$ as a catalyst 催化剂. This is the electrophilic substitution from the arenes topic — the halogen replaces a hydrogen on the ring.

  • benzene gives chlorobenzene.
  • methylbenzene gives 1-chloro-2-methylbenzene and 1-chloro-4-methylbenzene (the methyl group directs the chlorine to positions 2 and 4).
עברית

הלוארן (שנקרא גם הלוארן ארילי) נוצר כאשר ארן מגיב עם $\text{Cl}_2$ או $\text{Br}_2$, תוך שימוש ב-$\text{AlCl}_3$ או $\text{AlBr}_3$ כ-קטליזטור. זוהי ההצבה האלקטרופילית מתחום הארנים — ההלואן מחליף מימן בטבעת.

  • בנזן נותן כלורובנזן.
  • מתיילבנזן נותן 1-כלורו-2-מתיילבנזן ו-1-כלורו-4-מתיילבנזן (קבוצת המתייל מפנה את הכלור למיקומים 2 ו-4).
בנזן מגיב עם כלור, בעזרת כלוריד אלומיניום כמצטיין, כדי לייצר כלורובנזן וחומצת הידרוכלורית – כלור מחליף מימן בטבעת
הכנת הלוגנוארן באמצעות החלפה אלקטרופילית: עם מצטיין AlCl₃, כלור מחליף מימן בטבעת (ומניב HCl)
טרקטור שזורק חומר הדברה על תוצא בשדה
מספר חומרי הדברה ועשבים רעים הם הלוגנוארנים – אטומי כלור קשורים לטבעת בנזן
Explore · ⁨חקור⁩

Halogenoarene lab · ⁨מעבדת הלוגנוארנים⁩

Compare halogenoarenes with halogenoalkanes. · ⁨השוו בין הלוגנוארנים להלוגנואלקאנים.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
halogenoarene/ˈheɪləʊdʒnɔːren/ הלוגנוארילן
arene/ˈæren/ ארן
catalyst/ˈkætəlɪst/ מצעין
halogenoalkane/ˈheɪləʊdʒnəʊlkeɪn/ אלקן הלוגני
nucleophilic substitution/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ החלפת נוקליופילית
lone pair/ləʊn peə/ זוג אלקטרונים בודד
delocalised/dɪˈlɒkəlaɪzd/ מפוזר
nucleophile/ˈnjuːklɪɒfaɪl/ נוקליופיל
31.1

Why a halogenoarene is less reactive than a halogenoalkane · ⁨למה הלוגנוארן פחות תגובתי מההלוגנואלקן⁩

English

Compare chloroethane (a halogenoalkane 卤代烷) with chlorobenzene (a halogenoarene).

A halogenoalkane reacts easily by nucleophilic substitution 亲核取代: its C–Cl bond is polar, so a nucleophile can attack the slightly positive carbon and push the halogen out.

A halogenoarene is very unreactive towards nucleophilic substitution. There are two reasons:

  • a lone pair 孤对电子 on the chlorine overlaps sideways with the delocalised 离域 ring of electrons. This gives the C–Cl bond partial double-bond character, making it shorter and stronger, so it is much harder to break.
  • the electron-rich ring repels an approaching nucleophile 亲核试剂.

So chlorobenzene does not react with nucleophiles such as $\text{OH}^-$ under normal conditions, while chloroethane does.

עברית

השווה בין כלורואתן (‏הלוגנואלקן) לבין כלורובנזן (הלוגנוארן).

הלוגנואלקן מגיב בקלות באמצעות החלפה גרעינית: הקשר C–Cl שלו קוטבי, כך שגרעינית יכולה להסתערף על הפחמן החיובי מעט ולדחוף את הלוגן החוצה.

הלוגנוארן פחות מאוד תגובתי כלפי החלפה גרעינית. יש שתי סיבות לכך:

  • זוג אלקטרונים בודד על הכלור מסתפק צדדי עם הטבעת המבוזלת של אלקטרונים. זה נותן לקשר C–Cl מאפיין חצי כפול, מה שהופך אותו לקצר וחזק יותר, ולכן הרבה קשה לשבור אותו.
  • הטבעת העשירה באלקטרונים דוחה גרעינית המתקרבת.

לכן כלורובנזן לא מגיב עם גרעיניות כמו $\text{OH}^-$ בתנאים רגילים, בעוד שכלורואתן כן.

כלורואתאן עם נוקליופיל התוקף את הפחמן בעל המטען החיובי הקל, לצד כלורבנזן שבו זוג האלקטרונים הבלתי-קושר של הכלור מצומד לטבעת והטבעת דוחה את הנוקליופיל
כלורואתאן מגיב (נוקליופיל תוקף את הפחמן $\delta+$), אך כלורבנזן אינו מגיב: זוג האלקטרונים הבלתי-קושר של Cl מחזק את הקשר C–Cl והטבעת דוחה נוקליופילים
31.1

Exam tips · ⁨טיפים לבחינות⁩

English
  • A halogenoarene is less reactive than a halogenoalkane: the lone pair delocalises into the ring, giving the $\text{C-X}$ bond partial double-bond character.
  • Distinguish a halogen on the ring (needs a catalyst, unreactive to substitution) from one on a side chain (reacts like a halogenoalkane).
עברית
  • הלוגנוארן הוא פחות ריאקטיבי מאלוקנוהלוגני: זוג האלקטרונים הבלתי-קושר מתמזג לטבעת, מה שמעניק לקשר $\text{C-X}$ אופי כפול חלקי.
  • להבין הבדלים בין הלוגן על הטבעת (דורש קטליזטור, לא מגיב בהחלפה) לבין הלוגן בצד השרשרת (מגיב כמו אלוקנוהלוגני).

Interactive lessons on this topic · ⁨שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.⁩

Past Papers · ⁨מבחני עבר⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨כימיה A-Level⁩ · ⁨נושאים נוספים בA-Level Chemistry · ⁨כימיה A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨היכנס או צור חשבון⁩

IGCSE, A-Level & AP