18. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Ароматические углеводороды — соединения, в молекуле которых содержится особая группировка из шести атомов углерода. Простейшим представителем ароматических углеводородов, содержащих такую группировку, является углеводород — бензол Название ароматические возникло в связи с тем, что производные бензола были впервые выделены из эфирных масел, бальзамов и др., обладавших приятным запахом. В дальнейшем оказалось, что все эти вещества содержали бензольное ядро. Поэтому ароматическими стали называть все соединения, молекулы которых содержат кольцо бензола, хотя бы они не обладали приятным или вообще каким-либо запахом.

Бензол представляет собой бесцветную, легкоподвижную жидкость с темпу кип. 80,1 °С, застывающую при охлаждении в бесцветные кристаллы с темп. пл. 5,53 °С. Обладает своеобразным запахом. Легко воспламеняется и горит коптящим пламенем.

Судя по суммарной формуле бензола можно предположить, что бензол является сильно ненасыщенным соединением, аналогичным, например, ацетилену Однако химические свойства бензола не подтверждают такого предположения. Так, при обычных условиях бензол не дает реакций, характерных для непредельных углеводородов: не вступает в реакции присоединения (например, с галоидами), не обесцвечивает раствор марганцевокислого калия. Некоторые из этих реакций с бензолом могут протекать только при очень жестких условиях. В то же время бензол аналогично предельным углеводородам вступает в реакции замещения:

Кроме того, известны реакции, которые очень трудно протекают с предельными углеводородами, но легко идут с бензолом, например реакция с концентрированной азотной кислотой:

Эти факты говорят о том, что, по-видимому, бензол частично сходен с предельными, частично с непредельными углеводородами и в то же время отличается и от тех и от других. Поэтому в течение длительного времени между учеными происходили

оживленные дискуссии по вопросу о строении, бензола. Было предложено много вариантов формул строения бензола, однако ни одна из них не могла удовлетворительно объяснить всех его химических свойств.

В 60-х годах прошлого столетия большинство химиков признали теорию циклического строения бензола. Эта теория подтверждалась прежде всего тем фактом, что однозамещенные производные бензола (например, бромбензод). не имеют изомеров, что было бы невозможно при незамкнутой цепи "углеродных атомов бензола, так как в этом случае должны были бы существовать по крайней мере три изомера однозамещенных производных бензола.

Наибольшее признание получила формула бензола, предложенная А. Кекуле, в которой двойные связи в кольце углеродных атомов бензола чередуются с простыми, причем, по гипотезе Кекуле, простые и двойные связи непрерывно перемещаются (осциллируют):

Исследования бензола в последние годы показали, что специфические свойства бензола объясняются тем, что химические связи в его молекуле не похожи на обычные простые и двойные связи, а имеют свои специфические особенности. В молекуле бензола все расстояния между атомами углерода совершенно одинаковы, и во всех углерод-углеродных связях электронная плотность распределена равномерно:

Эта особенность так называемой ароматической связи и обусловливает специфические химические свойства бензола и его производных.

Ясно, что формула Кекуле не отражает всех указанных особенностей строения молекулы бензола.

В настоящее время наряду с формулой Кекуле применяют и другие обозначения молекулы бензола, стремящиеся более полно выразить равнозначность всех ее связей, например:

Чаще всего пользуются упрощенным изображением с помощью одной из двух формул Кекуле, в которой не обозначают групп

У производных бензола обозначают лишь заместителя.