Benzen | Khái niệm hoá học
Benzen thu được vào năm 1825 bởi Faraday khi ngưng tụ khí thắp. Nó là chất lỏng không màu, sôi ở 80 độ C, là nguyên liệu quan trọng của công nghệ Hóa học.
Giới thiệu
1. Cấu trúc của benzen
Công thức phân tử của benzen được xác định là C6H6 dựa vào việc xác định phân tử khối và phân tích nguyên tố. Năm 1858, Kekule đã cho rằng các nguyên tử Cacbon có thể kết hợp với nhau để tạo thành mạch. Sau đó vài năm 1865, ông bổ sung thêm là mạch cacbon cũng có thể đóng thành vòng, Ông đưa ra cấu trúc của benzen như sau:
Đó là một vòng 6 cạnh gồm 3 liên kết đơn và 3 liên kết đôi nằm xen kẽ nhau (hay được gọi là Công thức Kekule)
2. Đồng phân và danh pháp
a. Đồng phân
Khi benzen có từ 2 nhóm thế trở lên sẽ có các đồng phân về vị trí tương đối giữa các nhóm thế với nhau. Chẳng hạn, ddimetylbezeen có các đồng phân 1,1-;1,2- và 1,3-dimetylbenzen hoặc còn được gọi là các đồng phân ortho-,meta- và para-dimetylbenzen
b. Danh pháp
Tên bezen là tên riêng được IUPAC lưu dùng và là hidrua nền để gọi tên các đồng đẵng và dẫn xuất khác theo danh pháp thay thế. Nhiều ankyl và ankenylbezen có tên riêng (Tên thường).
3. Tính chất vật lý
Benzen và các đồng đẳng có 1, 2, 3 nhóm thế R nhỏ thường ở trạng thái lỏng, không màu, có mùi thơm dễ chịu nhưng lại gây độc cho cơ thể. Chúng dễ bay hơi nên dễ bắt lửa, cháy với ngọn lửa sáng, khói đen do có nhiều muội than. Các aren loại này không tan trong nước và nhẹ hơn nước. Điểm sôi của chúng hầu như tăng đều đặn theo khối lượng phân tử, còn điểm nóng chảy phụ thuộc nhiều vào tính đối xứng của phân tử.
4. Tính chất hóa học
Do cấu trúc của benzen nên phản ứng đặc trưng của nó là sự thế electronphin vào nhân thơm, còn phản ứng cộng và oxi hóa có thể xảy ra nhưng với điều kiện thật nghiêm ngặt. Đồng đẳng của benzen ngoài phản ứng thế ở nhân thơm còn có phản ứng đặc trưng đối với nhóm ankyl: phản ứng thế gốc và phản ứng oxi hóa.
a. Phản ứng thế
Benzen phản ứng thế với halogen(X2) khi có sắt hoặc axit Lewis (AlCl3) tạo phenyl halogenua (C6H5X), phản ứng với axit nitric đặc có xúc tác axit sulfuric đậm đặc tạo nitro benzen (trong điều kiện ngặt nghèo hơn – axit bốc khói và nhiệt độ cao – sinh ra TNB), phản ứng với axit sulfuric đậm đặc chưng cất nước thành axit benzosulfonic.
b. Phản ứng cộng
Benzen trong điều kiện có xúc tác niken, nhiệt độ cao cộng với khí hiđrô tạo ra xiclohexan. Khi có chiếu sáng, benzen tác dụng với khí clo tạo ra hexacloran C6H6Cl6 (còn gọi là thuốc trừ sâu ba số 6, thuốc trừ sâu 6-6-6), một thuốc trừ sâu hoạt tính rất mạnh, đã bị cấm.
5. Ứng dụng
Ngày nay một lượng lớn benzen chủ yếu để:
– Sản xuất styren cho tổng hợp polymer.
– Sản xuất cumen cho việc sản xuất cùng lúc axeton và phenol.
– Sản xuất cyclohexan tổng hợp tơ nilon.
– Làm dung môi, sản xuất dược liệu.
6. Điều chế
– Trùng hợp Axetilen
3CH=CH —> C6H6
– Dùng Axit Benzoic
Cho axit benzoic tác dụng với natri hidroxit theo phản ứng:
C6H5COOH + NaOH —>C6H6 + Na2CO3
Tổng số đánh giá:
Xếp hạng: / 5 sao
Chia sẻ
Các khái niệm hoá học liên quan
Các nguyên tắc của hóa học xanh do Paul Anastas và John Warner đề nghị
Việc thế kế các quá trình hóa học cũng như các sản phẩm liên quan thân thiện với môi trường ngày nay thường dựa theo mười hai nguyên tắc chung của hóa học xanh, do hai nhà khoa học Hoa Kỳ Paul Anastas và John Warner đề xuất vào năm 1998. Các nguyên tắc này được xem như là kim chỉ nam của các hoạt động nghiên cứu cũng như các hoạt động sản xuất nhằm mục đích đạt được các kết quả mong muốn là xây dựng được quá trình hóa học và tạo ra sản phẩm thật sự bền vững. Trong đó, ý tưởng chủ đạo là “phòng ngừa thay vì giải quyết hậu quả” hay còn gọi là phòng bệnh hơn chữa bệnh.
Cộng hóa trị
Hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị gọi là cộng hóa trị và bằng số liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử của nguyên tố đó tạo ra được với các nguyên tử khác trong phân tử.
Phản ứng oxi hóa- khử (Oxid hóa – khử)
Trong phản ứng hóa học, nếu dựa vào số oxi hóa có thể chia phản ứng hóa học thành hai loại:
Loại thứ nhất bao gồm những phản ứng hóa học trong đó các nguyên tố ở trong chất phản ứng không biến đổi số oxi hóa. Đó là những phản ứng trao đổi, một số phản ứng phân hủy, kết hợp và tạo phức.
Loại thứ hai bao gồm các phản ứng hóa học, trong đó các nguyên tố tham gia vào phản ứng có biến đổi số oxi hóa của chúng. Đó là những phản ứng oxi hóa – khử.
Khí núi lửa
Khí núi lửa là khí phát ra bởi hoạt động của núi lửa. Chúng bao gồm các khí bị mắc kẹt trong các hốc (túi) trong đá núi lửa, khí hòa tan hoặc phân ly trong mắc ma và dung nham, hoặc khí phát ra trực tiếp từ dung nham hoặc gián tiếp qua nước ngầm được đốt nóng bởi tác động của núi lửa.
Cho đến nay, khí núi lửa phong phú nhất là hơi nước, vô hại. Tuy nhiên, một lượng đáng kể carbon dioxide, sulfur dioxide, hydrogen sulfide và hydro halogenua cũng có thể được thải ra từ núi lửa. Tùy thuộc vào nồng độ của chúng, những khí này đều có khả năng gây nguy hiểm cho con người, động vật, nông nghiệp và tài sản.
Liên kết đơn
Trong hóa học, liên kết đơn là liên kết hóa học giữa hai nguyên tử liên quan đến hai electron hóa trị. Có nghĩa là, các nguyên tử chia sẻ một cặp electron nơi hình thành liên kết.Do đó, liên kết đơn là một loại liên kết cộng hóa trị.
Một số định nghĩa cơ bản trong hoá học.
Mol là gì?
Trong hóa học, khái niệm mol được dùng để đo lượng chất có chứa 6,022.10²³ số hạt đơn vị nguyên tử hoặc phân tử chất đó. Số 6,02214129×10²³ – được gọi là hằng số Avogadro.
Độ âm điện là gì?
Độ âm điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho khả năng của một nguyên tử trong phân tử hút electron (liên kết) về phía mình.
Kim loại là gì?
Kim loại (tiếng Hy Lạp là metallon) là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử.
Nguyên tử là gì?
Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ hơn được nữa về mặt hóa học.
Phi kim là gì?
Phi kim là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron; ngoại trừ hiđrô, phi kim nằm bên phải bảng tuần hoàn.
Những sự thật thú vị về hoá học có thể bạn chưa biết
Sự thật thú vị về Hidro
Hydro là nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn. Nó là nguyên tử đơn giản nhất có thể bao gồm một proton trong hạt nhân được quay quanh bởi một electron duy nhất. Hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong số các nguyên tố và là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ.
Sự thật thú vị về heli
Heli là một mặt hàng công nghiệp có nhiều công dụng quan trọng hơn bong bóng tiệc tùng và khiến giọng nói của bạn trở nên vui nhộn. Việc sử dụng nó là rất cần thiết trong y học, khí đốt cho máy bay, tên lửa điều áp và các tàu vũ trụ khác, nghiên cứu đông lạnh, laser, túi khí xe cộ, và làm chất làm mát cho lò phản ứng hạt nhân và nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Các đặc tính của heli khiến nó trở nên không thể thiếu và trong nhiều trường hợp không có chất nào thay thế được heli.
Sự thật thú vị về Lithium
Lithium là kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hóa học, là kim loại mềm nhất. Lithium là một trong ba nguyên tố được tạo ra trong BigBang! Dưới đây là 20 sự thật thú vị về nguyên tố Lithium – một kim loại tuyệt vời!
Sự thật thú vị về Berili
Berili (Be) có số nguyên tử là 4 và 4 proton trong hạt nhân của nó, nhưng nó cực kỳ hiếm cả trên Trái đất và trong vũ trụ. Kim loại kiềm thổ này chỉ xảy ra tự nhiên với các nguyên tố khác trong các hợp chất.
Sự thật thú vị về Boron
Boron là nguyên tố thứ năm của bảng tuần hoàn, là một nguyên tố bán kim loại màu đen. Các hợp chất của nó đã được sử dụng hàng nghìn năm, nhưng bản thân nguyên tố này vẫn chưa bị cô lập cho đến đầu thế kỉ XIX.
So sánh các chất hoá học phổ biến.
ScCl2OH và ScF3
Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Scandi diclorua hidroxit và chất Scandi florua
Sc(OH)3 và Sc2O3
Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Scandi trihidroxit và chất Scandi Oxit
ZrCl2 và ScCl3.xH2O
Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Zirconi diclorua và chất Scandi clorua hidrat
ZrCl và [Zr3Cl3(OH)6]Cl3
Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Zirconi monoclorua và chất Hexahydroxytrichlorozirconium(IV) chloride