3. Aromatiklik qoidasi. Xyukkel. Elektron tuzilishi.
4. Nobenzoid aromatic birikmalar.
5. Aromatik uglevodorodlarning olinish usullari.
6. Fizikaviy xossalari.
Arenlar deb molekulasida uglerod atomlariga boy, o’ziga xos bog’lar sistemasiga ega bo’lgan siklogeksatrien xalqasini saqlagan ma’lum fiziko-kimyoviy xossalarga ega bo’lgan uglevodorodlarga aytiladi. Yoki ularni aromatic uglevodorodlar deb ataladi.
1825 yil M.Faradey toshkumir smolasidan qaynash temperaturasi 800 bo’lgan uglerod va vodorod atomlarining nisbati 1:1 bo’lgan moddani ajratib oladi. Xuddi shu moddani M.Mitcherli benzoy kislota tuzlarini qizdirish natijasida ajratib oladi va uni benzin deb nomladi. Keyinchalik Yu.Libix uni benzol deb nomlashni taklif etdi.
Benzol tarkibi jixatidan o’ta tuyinmagan bo’lsa ham, birikish reaksiyalariga qiyin ammo o’rin olish reaksiyalariga oson kirishadi. Benzoldan keyin topilgan uning hosilalari ham xuddi shunday xususiyatlarga ega bo’lib, ular aromatic uglevodorodlar sinfiga kiritiladi. Hozirgi vaqtda ular arenlar deb ataladi.
Benzolning tuzilish formulasini 1865 yilda A.Kekule taklif etgan. Ammo bu formula benzolning chin tuzulishini ifoda etib bera olmaydi. Faqat kvant – organic kimyo benzolning tuzilishini to’g’ri tushuntirib bera oladi.
Aromatik so’zi – xushbo’y hidli degan ma’noni bildiradi. Ko’pchilik aromatik birikmalar xushbo’y hidga ega (benzaldegid, vanilin). Benzol molekulasi formulasiga ko’ra juda to’yinmagan birikmaga o’xshashligiga qaramay, oddiy sharoitda to’yinmagan uglevodorodlarga xos birikish reaksiyasiga kirishmaydi: galogenlarni biriktirmaydi, kaliy permanganat eritmasini rangsizlantirmaydi. Benzol uchun ko’proq to’yingan uglevodorodlarga xos bo’lgan o’rin olish reaksiyalari xarakterlidir. Benzoldagi hamma vodorod atomlari teng qiymatlidir. Benzolning struktura formulasini aniqlashda turli variantlar bo’lib, shulardan kamchiliklari bo’lsada Kekule formulasi ancha qulay bo’lganligi tufayli qoldirildi.
Benzol gomologik qatori uchun umumiy formula CnH2n-6 ya’ni to’yingan uglevodorodlarga nisbatan 8 ta vodorodga kam. Benzol to’yinmagan siklik tuzilishli birikma. Arenlar monosiklik va polisiklik bo’ladi. Benzol uning gomologlari va hosilalari monosiklik arenlardir. Polisiklik arenlarda benzol halqalari bir-biridan ajratilgan va tutashgan holda bog’langandir.
MО nаzаriyasiga ko’rа bеnzоl mоlеkulаsining elеktrоn tuzilishi. Benzol halqasidagi hamma vodorodlar teng qiymatli va mono– almashingan benzolda izomerlar yo’q. Ikkita vodorodi almashingan benzolda uchta izomer mavjud bo’lib, ular quyidagicha (orto – o, meta – m, para – p) ko’rinishda bo’ladi.
Kekulening formulasi bo’yicha benzolda qo’sh bog’ va oddiy bog’ bir-biriga o’tib turadi
Bundan ko’rinadiki, benzolda aniq oddiy bog’ va qo’sh bog’ yo’q ekan va uglerodlardagi -elektronlar fazoda tutashib yaxlit -elektronlar bulutini hosil qiladi. Fizika–kimyoviy tekshiruvlar natijasida aniqlanishicha benzol quyidagi tuzilishga ega:
1.Benzol molekulasida uglerod atomlari teng burchakli olti burchakni tashkil qiladi. Unda C-C orasidagi masofa bir xil 0,139 nm.
Oddiy C-C 0,154 nm, Qo’sh bog’ C=C 0,134 nm,
Valent burchagi 1200 C
2.Hamma uglerod va vodorod atomlari bir tekislikda joylashgan. Har bir uglerod atomi uchtadan -bog’iga ega (ya’ni ikkitasi ikkita qo’shni uglerod bilan bittasi vodorod atomi bilan) va bitta -bog’iga ega. -bog’i umumiy yaxlit elektron bulutiga ega bo’lib, molekula tekisligiga perpendikulyar joylashgan. Har qaysi uglerod atomining p-orbitali ikkala qo’shni uglerodlar bilan qoplanishi natijasida molekula tekisligining ham ustki, ham ostki qismida ikkita σ-elektronli uzluksiz electron buluti hosil bo’ladi va har qaysi p-elektron oltita uglerod yadrolari tomonidan tortilib turadi. Ya’ni elektronlarning delokallanishi amalga oshadi va bu molekulaning stabillashuvi (barqarorligi)ga sabab bo’ladi.
Ya’ni:
Aromatiklik qoidasi. E.Xyukkel (1931 yil) kvant kimyoviy hisoblashlari asosida aromatiklik qoidasini yaratdi. Halqasida (4n+2) ta π-elektrondan iborat halqali planar yopiq tutash sistemalar aromatik sistema bo’la oladi. (n=0,1,2,3…) Xyukkel qoidasi asosan bir halqali monosiklik sistemalarga xos bo’lib poliseklik sistemalarning aromatikligini shu sistemaga xos xususiyatlarini hisobga olgan holda tushintiradi. Aromatik barqarorlik nafaqat olti azoli tutash sistemalarga, balki Xyukkel qoidasiga bo’ysinadigan uch, turt, besh va etti azoli tutash sistemalarga ham xosdir. Bunday barqaror sistemalar nobenzoid aromatik sistemalar diyiladi va ularga quyidagilar misol bo’ladi.
Ayrim holda ularni antiaromatik birikmalar deb ham atashadi, quyida π-elektronlar soni har-xil bo’lgan uch-to’rt-besh-olti va etti azoli sistemalar keltirilgan.
To’rt a’zoli tutash siklik sistemada har xil π-elektronlarning taqsimlanishi (delokallanishi) keltirilgan.
2π
3π
4π
2π
4π
6π
Besh a’zoli tutash siklik sistemada har xil π-elektronlarning taqsimlanishi (delokallanishi) keltirilgan.
