Evidência de benzeno e substituição aromática
Introduzido| English | Significado |
|---|---|
| delocalised/dɪˈlɒkəlaɪzd/ | deslocalizado |
| nitronium | íon nitrônio |
| intermediate/ˌɪntəˈmiːdɪət/ | intermediário |
| curly arrows | setas curvas |
Por que o benzeno resiste ao teste de alceno?
- O benzeno possui um sistema de anel deslocalizado. A adição destruiria essa estabilização.
- Ele resiste às condições comuns de adição com água brominada. A substituição pode substituir H e depois restaurar o anel.
Compare as evidências
- Evidências de raios-X mostram comprimentos de ligação carbono–carbono iguais entre comprimentos típicos de ligações simples e duplas.
- A hidrogenação do benzeno é menos exotérmica do que a prevista para três ligações duplas isoladas. Isso apoia uma estrutura inicial deslocalizada de menor entalpia.
Três ligações isoladas preveem hidrogenação −354 kJ por mol; o benzeno dá −206. Encontre a magnitude de estabilização em kJ por mol.
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Magnitude de estabilização = (−206) − (−354) = 148 kJ por mol. A estrutura inicial do benzeno fica essa quantidade abaixo do modelo hipotético localizado para os mesmos produtos de hidrogenação.
Quais duas observações apoiam o benzeno deslocalizado?
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Evidências de comprimento de ligação e entalpia restringem a estrutura independentemente.
Gere o eletrófilo primeiro
- Ácidos nítrico e sulfúrico concentrados geram NO₂⁺, o eletrófilo nitrônio.
- O par de elétrons do anel forma uma ligação com NO₂⁺. Um intermediário positivo tem H e NO₂ no mesmo carbono do anel.
Três hidrogenações isoladas em −120 cada preveem −360; um valor de benzeno de −208 difere em 152 kJ por mol.
Qual é o eletrófilo de nitratação?
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A mistura ácida concentrada gera íon nitroênio, NO₂⁺.
Restaure o anel
- Um par de elétrons da ligação C–H retorna ao anel quando H⁺ sai. A deslocalização é restaurada na nitrobenzena.
- Desenhe setas curvas a partir dos pares de elétrons, não do íon hidrogênio positivo.
Uma seta curva indicando fluxo de elétrons deve iniciar em um próton.
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Ela inicia em um par de elétrons, como o par da ligação C–H durante a restauração do anel.
Escolha as condições para o anel real
- A brominação do benzeno exige um portador de halogênio como FeBr₃. O fenol reage com água brominada sem esse catalisador.
- O fenol produz branco 2,4,6-tribromofenol. O par de elétrons solitário do oxigênio aumenta a densidade eletrônica do anel, facilitando o ataque do eletrófilo.
Um anel deslocalizado não são três ligações duplas comuns mudando rapidamente de posição.
Use a deslocalização e as condições de reação para explicar as evidências aromáticas. Desenhe setas de pares de elétrons e mostre o anel perdendo e recuperando a aromaticidade durante a substituição.
Fenol com água bromada forma um precipitado _____.
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O produto é o tribromofenol branco 2,4,6.