Эта увлекательная химия | страница 13

Формула бензола — шестиугольник с тремя двойными связями — подтверждается синтезом бензола из ацетилена. Из трех молекул ацетилена получается одно бензольное кольцо. При этом одна из трех связей ацетилена как бы идет на образование простой связи с углеродным атомом другой молекулы, а две остаются. В результате получаем чередование двойных и простых связей:

Так или примерно так рассуждал немецкий химик Фридрих Август Кекуле, когда в 1865 году впервые пришел к выводу, что бензол — это шестиугольник с чередующимися двойными и простыми связями.

Формула Кекуле была встречена бурными дебатами, которые не утихали еще в течение многих десятилетий. Действительно, какие-то свойства бензола эта формула хорошо объясняла, а какие-то ей противоречили.

Оказалось, что бензол все-таки может при некоторых условиях присоединять галогены, например, шесть атомов хлора, по всем трем двойным связям. С озоном бензол взаимодействует тоже как циклогексатриен (так можно назвать соединение, изображаемое формулой Кекуле).

Но, с другой стороны, атомы водорода в бензоле очень легко могут быть замещены на другие группы (мы еще поговорим об этом). Эта способность — одна из основных в комплексе свойств бензола, которые называются ароматичностью. Происхождение термина "ароматичность" несколько парадоксально. В свое время было известно очень немного углеводородов, подобных бензолу. Все они обладали специфическим запахом, ароматом, за что и получили название ароматических. Потом оказалось, что многие углеводороды этого класса совсем не обладают запахом, но термин остался. Так вот, ароматичность бензола (т. е., в частности, способность легко замещать атомы водорода) никак не объясняется формулой Кекуле.

Далее. Для каждого двузамещенного бензола, судя по этой формуле, должны существовать два изомера. Например, для орто-ксилола это изомеры

На самом деле никому не удавалось выделить два изомера орто-ксилола.

Обратим внимание на этот гипотетический процесс. Мы еще поговорим о нем в дальнейшем

Пришлось создателю теории строения бензола вносить "уточнения" в свою формулу. Кекуле предположил, что двойные связи не закреплены в бензоле, а все время перемещаются:

Споры вокруг теории строения бензола прекратились всего несколько десятилетий назад. Каковы же современные представления об электронном строении бензола? Каждый атом углерода в бензоле находится в sp^>2-гибридизованном состоянии. Напомним, что это значит. Из четырех электронов каждого углерода один