Сопряжённые системы (алкадиены, бензол и его гомологи)
🔷 1. Понятие сопряжённых систем
Сопряжённая система — это система, в которой чередуются двойные и одинарные связи, что позволяет π-электронам делокализоваться по всей системе.
- Увеличивает устойчивость молекулы.
- Изменяет физические и химические свойства.
Примеры:
- Алкадиены с чередующимися связями: CH₂=CH–CH=CH₂ (бутадиен-1,3).
- Ароматические соединения: бензол (C₆H₆).
🔷 2. Алкадиены
Определение
Алкадиены — непредельные углеводороды, содержащие две двойные связи.
Общая формула:
CnH2n−2
Виды алкадиенов
-
Кумулированные — двойные связи на одном атоме:
C=CH₂ (аллилен).
-
Изолированные — двойные связи разделены более чем одной σ-связью:
CH₂=CH–CH₂–CH=CH₂.
-
Сопряжённые — двойные связи через одну σ-связь:
CH₂=CH–CH=CH₂ (бутадиен-1,3).
⚡ Самые устойчивые и важные — сопряжённые.
Химические свойства
-
Присоединение (по двойным связям):
CH2=CH–CH=CH
🔷 3. Бензол и его гомологи
Строение бензола
- Формула: C₆H₆.
- Молекула — шестичленный плоский цикл с делокализованными π-электронами.
- Все связи эквивалентны (длина ≈ 0,139 нм).
Модель Кекуле: чередующиеся двойные связи.
Современная теория: кольцо с «облаком» π-электронов над и под плоскостью цикла.
Гомологи бензола
- Метилбензол (толуол, C₆H₅CH₃).
- Диметилбензолы (ксилолы, C₆H₄(CH₃)₂).
- Этилбензол, пропилбензол и др.
Изомерия в бензольном кольце
- Орто- (о-) — заместители в положениях 1 и 2.
- Мета- (м-) — в положениях 1 и 3.
- Пара- (п-) — в положениях 1 и 4.
Пример: диметилбензол (ксилолы) имеет три изомера: о-, м-, п-.
Физические свойства
- Жидкость (C₆H₆, толуол).
- Малорастворимы в воде, растворимы в органических растворителях.
Химические свойства
⚡ Отличие бензола → реакции электрофильного замещения, а не присоединения (устойчивость ароматического кольца).
-
Галогенирование:
C6H6+Cl
📌 Итог
- Алкадиены бывают кумулированные, изолированные и сопряжённые; наиболее устойчивые и важные — сопряжённые (бутадиен, изопрен).
- Сопряжённые системы → основа для каучуков и полимеров.
- Бензол — классический ароматический углеводород: устойчивая π-система, реакции замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование, алкилирование).
- Гомологи бензола → толуол, ксилолы, этилбензол и др.