1. Oddiy benzol halqali aromatik uglevodorodlar–ularga molekulasida
bitta benzol yadrosi mavjud bo`lgan aromatik uglevodorodlar (benzol va uning
gomologlari) kiradi.
2. Kondensirlangan (tutash benzol halqali) aromatik uglevodorodlar–
ularga molekulasida ikkita va undan ortiq benzol yadrosi mavjud bo`lgan aromatik
uglevodorodlar (naftalin, antratsen, fenantren) kiradi.
Arenlarning molekulalari halqali tuzilishga ega. Bundan tashqari, ularning
ba`zilari xushbo`y hidga ega. Shuning uchun ularning tarixiy nomi–aromatik
uglevodorodlar saqlanib qolingan.
Oddiy benzol halqali aromatik uglevodorodlar.
Oddiy benzol halqali aromatik uglevodorodlarning eng oddiy vakili benzol
C
6
H
6
bo`lib, uni 1825 yilda ingliz kimyogari va fizigi M. Faradey koks gazidan
ajratib olgan. 1834 yilda esa Mitcherlix benzol tarkibini o`rgangan. 1845 yilda
Gofman toshko`mir tarkibida benzol borligini aniqladi. Benzol molekulasining
tuzilishini aks ettiruvchi formulani dastlab nemis kimyogari Kekule 1865 yilda
taklif etgan edi. Benzol molekulasida oltita uglerod atomi va oltita vodorod atomi
mavjud bo`ladi.
66
Benzol molekulasining tuzilishini atsetilendan hosil bo`lish reaksiyasi bilan
uzil–kesil isbotlandi. Struktura formulasida navbatlashib keladigan uchta bir va
uchta qo`sh C–C bog` bilan tasvirlanadi. Lekin bunday tasvirlash benzolning
haqiqiy tuzilishini aks ettirmaydi. Haqiqatda benzolda C–C bog`lanishlar teng
qimmatli va ularning xossalari birlamchi bog`larning ham, qo`shbog`larning ham
xossalariga o`xshaydi. Bu xususiyatlar benzol molekulasininig elektron tuzilishi
bilan tushuntiriladi.
Benzolning elektron tuzilishi. Benzol molekulasida uglerodning har qaysi
atomi sp
2
–gibridlanish holatida bo`ladi. U ikkita qo`shni uglerod atomlari va
vodorod atomi bilan uchta
–bog` orqali bog`langan. Natijada yassi oltiburchaklik
hosil bo`ladi: uglerodning oltita atomining hammasi va barcha
–bog`lar C–C va
C–H bitta tekislikda yotadi. Gibridlanishda ishtirok etmaydigan to`rtinchi
elektronning (p–elektronning) elektron buluti gantel shaklida bo`ladi va benzol
halqasining tekisligiga perpendikulyar yo`naladi. Qo`shni uglerod atomlarining
bunday p–elektron bulutlari halqa tekisligining usti va ostida bir–birini qoplaydi.
Natijada oltita p–elektron umumiy elektronlar buluti va barcha uglerod atomlari
uchun yagona kimyoviy bog`lanishni hosil qiladi. Katta elektron zichlikning ikkita
sohasi
–bog`lanishlar tekisligining ikkala tomonida joylashadi.
P–elektron bulutining bunday qoplanishi uglerod atomlari orasidagi
masofaning qisqarishiga olib keladi. Benzol molekulasida bu masofalar bir xil va
0,14 nm ga teng. Oddiy va qo`shbog`larda bu masofalar tegishlicha 0,154 va 0,134
nm bo`lur edi. Demak, benzol molekulasida oddiy bog`lanishlar ham, qo`shbog`lar
ham yo`q. Benzol molekulasi–bitta tekislikda yotadigan bir xil CH–guruhlardan
tarkib topgan barqaror olti a`zoli sikldir. Benzolda uglerod atomlari orasidagi
barcha bog`lanishlar teng qimmatli bo`lib, benzol yadrosining o`ziga xos
xususiyatlari ana shu tufaylidir. Bu holni benzolning ichiga chizilgan doira
shaklidagi struktura formulasi eng aniq aks ettiradi. Lekin ko`pincha
qo`shbog`larni ko`rsatgan holda Kekule formulasidan ham foydalaniladi.
Nomenklaturasi va izomeriyasi. Benzol gomologik qatorining umumiy
formulasi C
n
H
2n–6
. Gomologlarni benzolning molekulasidagi bitta yoki bir nechta
67
vodorod atomlari o`rnini turli xil uglevodorod radikallari egallagan hosilalari
sifatida qarash mumkin. Benzol gomologlarini ratsional nomenklatura bo`yicha
nomlashda benzol halqasidagi vodorodga almashgan radikallar nomiga benzol
so`zi qo`shiladi. Masalan:
CH
3
CH
3
CH
3
C
2
H
5
metilbenzol dimetilbenzol etilbenzol
Ikkinchi xil nomlash usulida benzol radikali C
6
H
5
– fenil deb atalib,
aromatik uglevodorodlar metan qatori uglevodorodlarining hosilasi deb qaraladi.
Masalan:
CH
3
C
2
H
5
fenil metan, toluol fenil etan
Benzol gomologlari alkilbenzollar deb yuritiladi. Ular molekulasidan bitta
vodorod atomi ajralib chiqsa bir valentli aromatik radikallar yoki arillar (Ar) hosil
bo`ladi. Masalan, C
6
H
5
– fenil, CH
3
–C
6
H
4
– tolil, (CH
3
)
2
C
6
H
3
– ksilil deb ataladi.
Benzolning ikki valentli radikali C
6
H
4
= fenilen, C
6
H
5
–CH
2
– benzil radikali
deyiladi.
Agar benzol molekulasidagi vodorod atomlari bir nechta radikal bilan
almashgan bo`lsa, uning quyidagi izomerlari hosil bo`ladi:
a) Ikkita vodorod almashgan hosilalari quyidagicha nomlanadi:
1. O`rinbosarlar yonma–yon joylashgan bo`lsa, bunday izomerlar orto–
izomerlar (o–), ya`ni 1,2–izomer deyiladi;
2. O`rinbosarlar bitta uglerod atomi bilan ajratilgan uglerod atomlarida
joylashgan bo`lsa, bunday izomerlar meta–izomerlar (m–), ya`ni 1,3–izomer
deyiladi;
3. O`rinbosarlar ikkita uglerod atomi bilan ajratilgan uglerod atomlarida
joylashgan bo`lsa, bunday izomerlar para–izomerlar (p–), ya`ni 1,4–izomer
deyiladi.
68
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
o–ksilol m–ksilol p–ksilol
b) Uchta vodorod almashgan hosilalari quyidagicha nomlanadi:
1. O`rinbosarlar uchta qo`shni uglerod atomlarida joylashgan bo`lsa, bunday
izomerlar qatorli izomerlar, ya`ni 1,2,3–izomer deyiladi;
2. Ikkita o`rinbosar ikkita qo`shni uglerodda, uchinchisi ularning biriga m–
holatda joylashgan bo`lsa, bunday izomerlar nosimmetrik izomerlar, ya`ni 1,2,
4–izomer deyiladi;
3. O`rinbosarlar bir–biriga nisbatan m–holatda joylashgan bo`lsa, bunday
izomerlar simmetrik izomerlar, ya`ni 1,3,5–izomer deyiladi.
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
H
3
C
qator trimetilbenzol nosimmetrik trimetilbenzol simmetrik trimetilbenzol
Mavzuga oid tayanch iboralar.
Aromatik
uglevodorodlar–molekulasida
atomlarning
o`ziga
xos
bog`lanishli siklik guruhi–benzol yadrosi bor organik birikmalar.
Arenlar–aromatik uglevodorodlarning xalqaro nomi.
Oddiy benzol halqali aromatik uglevodorodlar–molekulasida bitta benzol
yadrosi mavjud bo`lgan aromatik uglevodorodlar.
Kondensirlangan (tutash benzol halqali) aromatik uglevodorodlar–
molekulasida ikkita va undan ortiq benzol yadrosi mavjud bo`lgan aromatik
uglevodorodlar.
Benzol–oddiy benzol halqali aromatik uglevodorodlarning eng oddiy vakili.
C
6
H
5
– fenil–benzol radikali.
Alkilbenzollar–benzol gomologlari.
69
Orto–izomer (o–), ya`ni 1,2–izomer–o`rinbosarlar yonma–yon joylashgan
izomerlar.
Meta–izomer (m–), ya`ni 1,3–izomer–o`rinbosarlar bitta uglerod atomi
bilan ajratilgan izomerlar.
Para–izomer (p–), ya`ni 1,4–izomer–o`rinbosarlar ikkita uglerod atomi
bilan ajratilgan izomerlar.
Qatorli izomer, ya`ni 1,2,3–izomer–o`rinbosarlar uchta qo`shni uglerod
atomlarida joylashgan izomerlar.
Nosimmetrik izomer, ya`ni 1,2, 4–izomer–ikkita o`rinbosar ikkita qo`shni
uglerodda, uchinchisi ularning biriga m–holatda joylashgan izomerlar.
Simmetrik izomer, ya`ni 1,3,5–izomer–o`rinbosarlar bir–biriga nisbatan
m–holatda joylashgan izomerlar.
Takrorlash uchun savol va masalalar.
1. Qanday organik birikmalar aromatik uglevodorodlar deb ataladi, ular nechta
sinfga ajratiladi?
2. Qanday turdagi aromatik uglevodorodlar oddiy benzol halqali aromatik
uglevodorodlar deyiladi?
3. Benzolni ajratib olish, uning tarkibi va tuzilishini o`rganish qaysi olimlar
tomonidan amalga oshirilgan?
4. Ratsional va xalqaro nomenklatura bo`yicha aromatik uglevodorodlar qanday
nomlanadi?
5. o–ksilol, m–ksilol, p–ksilollarning struktura formulalarini yozib bering.
6. Qator–, nosimmetrik–, simmetrik–trimetilbenzollarning struktura formulalarini
yozib bering.
Mavzuga oid adabiyotlar.
1. G. P. Xomchenko. «Kimyo», Oliy o`quv yurtlariga kiruvchilar uchun.
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2007.
2. A. G. Muftaxov, H. T. Omonov, R. O. Mirzayev. «Umumiy kimyo»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2002.
70
3. M. M. Abdulxayeva, O`. M. Mardonov. «Kimyo», Toshkent,
«O`zbekiston» nashriyoti, 2002.
4. A. A. Abdusamatov, R. Mirzayev, R. Ziyayev. «Organik kimyo»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2002.
5. I. M. Primuhamedov. «Organik ximiya», Toshkent, «Meditsina»
nashriyoti, 1987.
6. S. I. Iskandarov, A. A. Abdusamatov, R. A. Shoymardonov. «Organik
ximiya», Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 1979.
7. O. S. Sodiqov, O. Y. Yo`ldoshev, K. S. Sultonov. «Organik ximiya»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 1971.
71
Benzol gomologlarining oksidlanishi, olinishi va ishlatilishi.
Reja.
1. Benzol gomologlarining olinish usullarini;
2. Benzol gomologlarining fizik–kimyoviy xossalarini;
3. Benzol gomologlarining ishlatilish sohalarini.
Olinish usullari. Aromatik uglevodorodlar, ya`ni benzol va uning
gomologlari ko`plab miqdorlarda neftdan va toshko`mirni quruq haydash
(kokslash) paytida hosil bo`ladigan toshko`mir smolasidan olinadi. Toshko`mir
koks–kimyo va gaz zavodlarida quruq haydaladi.
1. Siklogeksanning benzolga aylanish reaksiyasi (degidrogenlanish)
benzolni 300
0
C da katalizator (Pt kukuni) ustidan o`tkazilganda sodir bo`ladi.
To`yingan
uglevodorodlarni
degidrogenlash
reaksiyasi
bilan
aromatik
uglevodorodlarga aylantirish ham mumkin. Masalan:
CH
3
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
C
6
H
6
+ 4H
2
2. Rus olimlari N. D. Zelinskiy va B. A. Kazanskiy usuli bo`yicha benzol
olish uchun aktivlangan ko`mir solingan 600
0
C gacha qizdirilgan nay orqali
atsetilen o`tkaziladi. Atsetilenning uchta molekulasi polimerlanishi natijasida
benzol hosil bo`ladi:
3HC≡CH → C
6
H
6
3. Aromatik va alifatik galogenli hosilalar aralashmasiga Na metali ta`sir
ettirilganda (Vyurs–Fittig reaksiyasi) aromatik uglevodorodlar hosilalari hosil
bo`ladi, masalan:
B r
+
2 N a
+
B r
C
2
H
5
C
2
H
5
+
2 N a B r
4. Fridel–Krafts reaksiyasi bo`yicha benzol va uning gomologlariga AlCl
3
ishtirokida alkanlarning galogenli hosilalari ta`sir ettirilganda boshqa xil benzol
gomologlari hosil bo`ladi:
72
C
2
H
5
+
Cl
C
2
H
5
+
HCl
Fizikaviy xossalari. Benzol–rangsiz, uchuvchan, o`t olish xavfi bor, suvda
amalda erimaydigan, o`ziga xos hidli suyuqlik. Uning qaynash harorati 80,1
0
C.
Sovitilganda u osongina qotib, oq kristall massaga aylanadi, suyuqlanish harorati
5,5
0
C. Aromatik uglavodorodlarning qaynash haroratlari ularning nisbiy molekula
massasi ortib borgan sari qonuniy ravishda ortadi.
Suyuq benzol va benzol bug`lari zaharlidir. Odatdagi sharoitda aromatik
uglevodorodlarning ko`pchiligi rangsiz suyuqliklar, suvda erimaydi, o`ziga xos
hidga ega.
Kimyoviy xossalari. Benzol yadrosi ancha mustahkam. Aromatik
uglevodorodlarning o`rin almashinish reaksiyasiga moyilligi ham shu bilan
tushuntiriladi.
Kimyoviy xossalari jihatidan benzol va uning gomologlari to`yingan va
to`yinmagan uglevodorodlardan farq qiladi. Ular uchun xos reaksiyalar benzol
yadrosidagi vodorod atomlarining o`rnini olish reaksiyalaridir. Bu reaksiyalar
to`yingan uglevodorodlardagiga qaraganda oson amalga oshadi. Organik
birikmalarning ko`pchiligi shu yo`l bilan olinadi.
1. O`rin olish reaksiyalari. a) Benzol katalizator–temir (III) tuzlari
ishtirokida o`rin almashinish reaksiyasiga kirishadi. Masalan, benzol brom bilan
(katalizator FeBr
3
ishtirokida) reaksiyaga kirishganida H atomining o`rnini Br
atomi oladi:
Br
+
+
HBr
Br
2
Brombenzol–suvda kam eriydigan rangsiz suyuqlik.
b) Boshqa katalizatorda benzoldagi hamma vodorod atomlari o`rnini
galogen olishi mumkin. Masalan, benzolga AlCl
3
ishtirokida xlor yuborilganda
shunday reaksiyaga kirishadi.
73
+
6 C l
2
C l
C l
C l
C l
C l
C l
+
6 H C l
Geksaxlorbenzol–rangsiz kristall modda, urug`larni dorilash uchun va
yo`g`ochga shimdirish uchun ishlatiladi.
c) Nitrolanish reaksiyasi. Benzolning nitrat kislota bilan nitrolanish
katalizator holida suvni tortib oluvchi modda vazifasini o`taydi:
+
HO
NO
2
NO
2
+
H
2
O
Nitrobenzol–achchiq bodom hidli och sariq moysimon suyuqlik, suvda
erimaydi, erituvchi sifatida hamda anilin olish uchun ishlatiladi.
d) Alkillash reaksiyasi. Benzolga AlCl
3
ishtirokida uglevodorodlarning
galogenli hosilalari ta`sir ettirilib, molekuladagi vodorod atomini alkil radikaliga
almashtirish mumkin:
H B r
+
C
2
H
5
B r
+
C
2
H
5
2. Birikish reaksiyalari. a) Nikel yoki platina katalizatori ishtirokida benzol
gidrogenlanadi, ya`ni vodorod biriktirib olib, siklogeksanga aylanadi:
+
3 H
2
b) Quyosh nuri yoki ultrabinafsha nur ta`sir ettirilganda benzol xlor bilan
birikish reksiyasiga kirishadi.
+
C l
2
3
C l
C l
C l
C l
C l
C l
Geksaxlorsiklogeksan, ya`ni geksaxloran–kristall modda, hashoratlarni yo`qotish
uchun kuchli vosita sifatida ishlatiladi.
74
3.
Oksidlanish
reaksiyalari.
a)
Benzol
gomologlari
to`yingan
uglevodorodlarga qaraganda oson oksidlanadi. Bunda benzol halqasi bilan
bog`langan
radikallargina
oksidlanadi.
Benzol
gomologlarining
kuchli
oksidlovchilar (KMnO
4
) ta`sirida faqat yon zanjirlari oksidlanadi:
CH
3
+
COOH
+
3(O)
H
2
O
b) Benzol va uning gomologlari havoda tutab yonadi.
2C
6
H
6
+ 15O
2
12CO
2
+ 6H
2
O
Ishlatilishi. Benzol bo`yoqlar, dorilar, portlovchi moddalar, o`simliklarni
himoya qilish vositalari, plastmassalar va sintetik tolalar olishda eng qimmatli
mahsulotdir. U shuningdek ko`plab organik moddalar uchun erituvchidir. Toluol
bo`yoqlar va trinitrotoluol olishda ishlatiladi. Organik moddalarni ayrim xlorli
hosilalari o`simliklarni himoya qilishda ishlatiladi.
Mavzuga oid tayanch iboralar.
Benzol–rangsiz, uchuvchan, o`t olish xavfi bor, suvda amalda erimaydigan,
o`ziga xos hidli suyuqlik.
Brombenzol–suvda kam eriydigan rangsiz suyuqlik.
Geksaxlorbenzol–rangsiz kristall modda, urug`larni dorilash uchun va
yo`g`ochga shimdirish uchun ishlatiladi.
Nitrobenzol–achchiq bodom hidli och sariq moysimon suyuqlik, suvda
erimaydi, erituvchi sifatida hamda anilin olish uchun ishlatiladi.
Geksaxloran–kristall modda, hashoratlarni yo`qotish uchun kuchli vosita
sifatida ishlatiladi.
Takrorlash uchun savol va masalalar
1. Aromatik uglevodorodlar qanday usullar bilan olinadi?
2. Aromatik uglevodorodlar qanday fizik–kimyoviy xossalarni namoyon qiladi?
3. Metilbenzol va etilbenzollarning bromlanish, xlorlanish, nitrolanish va
alkillanish reaksiya tenglamalarini yozing.
4. Xalq xo`jaligida aromatik uglevodorodlar qanday maqsadlar uchun ishlatiladi?
75
5. Brombenzol qanday usul bilan olinadi?
6. Geksaxlorbenzol qanday usul bilan olinadi va qanday maqsadda ishlatiladi?
7. Nitrobenzol qanday usul bilan olinadi va qanday maqsadda ishlatiladi?
8. Geksaxloran qanday usul bilan olinadi va qanday maqsadda ishlatiladi?
Mavzuga oid adabiyotlar.
1. G. P. Xomchenko. «Kimyo», Oliy o`quv yurtlariga kiruvchilar uchun.
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2007.
2. A. G. Muftaxov, H. T. Omonov, R. O. Mirzayev. «Umumiy kimyo»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2002.
3. M. M. Abdulxayeva, O`. M. Mardonov. «Kimyo», Toshkent,
«O`zbekiston» nashriyoti, 2002.
4. A. A. Abdusamatov, R. Mirzayev, R. Ziyayev. «Organik kimyo»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 2002.
5. I. M. Primuhamedov. «Organik ximiya», Toshkent, «Meditsina»
nashriyoti, 1987.
6. S. I. Iskandarov, A. A. Abdusamatov, R. A. Shoymardonov. «Organik
ximiya», Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 1979.
7. O. S. Sodiqov, O. Y. Yo`ldoshev, K. S. Sultonov. «Organik ximiya»,
Toshkent, «O`qituvchi» nashriyoti, 1971.
12–Mavzu: Kondensirlangan (tutash benzol halqali) aromatik
uglevodorodlar. Naftalin, antratsen, fenantren.
13–Mavzu: Antraxinon va alizarin.
Reja.
1. Kondensirlangan aromatik uglevodorodlar tushunchasini;
2. Naftalin, antratsen, fenantren, antraxinon va alizarinlarni.
Yangi darsning bayoni.
Molekulasida o`zaro birikkan ikki va undan ortiq benzol halqasi mavjud
bo`lgan aromatik uglevodorodlar kondensirlangan yoki tutash benzol halqali
76
aromatik uglevodorodlar deb ataladi. Ularga naftalin, antratsen va fenantren misol
bo`ladi.
Naftalin–C
10
H
8
kondensirlangan ikkita benzol halqasidan tashkil topgan
bo`lib, uning molekulasida har ikkala benzol halqasiga taalluqli bo`lgan ikkita
umumiy uglerod atomi mavjud. Naftalinning molekula formulasini dastlab rus
olimi A. A. Voskresenskiy aniqlagan, keyinchalik uning tuzilishini Erlenmeyer
quyidagicha ifodalagan:
α α
β
β
Naftalin toshko`mir smolasini 210–230
0
C harorat oralig`ida haydalgan
fraksiyasidan ajratib olinadi. U o`ziga xos hidli, yaltiroq kristall modda, 80
0
C da
suyuqlanadi, suvda erimaydi. Naftalin molekulasidagi vodorod atomlarining
kimyoviy reaksiyaga kirishish xususiyatiga ko`ra ikkita izomerga bo`linadi.
Molekuladagi 1,4,5,8 uglerod atomlari bilan birikkan vodorodlar
–izomerlar,
2,3,6,7 uglerod atomlari bilan birikkan vodorodlar
–izomerlar deb ataladi.
Naftalin galogenlash, sulfolash va nitrolash reakiyalariga kirishadi. Masalan:
+
C l
2
C l
+
H C l
xloronaftalin
+
H O
S O
3
H
S O
3
H
+
H
2
O
sulfonaftalin
+
N O
2
H O
N O
2
+
H
2
O
nitronaftalin
Sanoatda naftalin hosilalaridan bo`yoqlar va dori–darmonlar ishlab
chiqariladi. Naftalin sof holda uy–ro`zg`orda jundan qilingan buyumlarni kuyadan
himoya qilishda qo`llaniladi.
77
Antratsen–C
14
H
10
kimyoviy tuzilishi jihatidan o`zaro uchta kondensirlangan
benzol halqasidan iborat bo`lib, uning uchala halqasi ham bitta tekislikda yotadi.
Antratsen va uning hosilalarini ratsional nomenklatura bo`yicha nomlashda
vodorod tutgan uglerod atomlari tartib bilan raqamlanadi yoki grek harflari bilan
belgilanadi. Masalan, 1,4,5,8 holatlar
–holat, 2,3,6,7 holatlar
–holat, 9,10
holatlar
–holat yoki mezo–holat deb ataladi.
α γ α
β
β
α γ α
Antratsen toshko`mir smolasini 270
0
C dan yuqori haroratda haydalgan
fraksiyasidan olinadi. Antratsen kristall modda bo`lib, 217
0
C haroratda
suyuqlanadi. Antratsen nitrat kislota yoki xromli aralashma bilan oksidlanganda
antraxinon hosil bo`ladi.
+3(O)
O
O
+
H
2
O
antratsen antraxinon
O
O
+
+6H
2 H
2
O
antraxinon antratsen
Do'stlaringiz bilan baham: |