Idrocarburi aromatici

I composti aromatici sono idrocarburi derivati dal benzene, un idrocarburo ciclico.

benzene

 

La formula grezza è C6H6, con gli atomi di carbonio ibridati sp2, perciò si forma una struttura planare esagonale con angoli di legame di 120°.

 

I 6 orbitali p non ibridati formano 3 doppi legami da cui derivano due diverse strutture di risonanza:

formula formula

In realtà, gli elettroni di questi orbitali si distribuiscono uniformemente su tutta la molecola formando un anello elettronico sopra e sotto il piano (delocalizzazione), rendendo il benzene particolarmente stabile (aromaticità).

delocalizzazione

 

Esso viene rappresentato in questo modo:

o più semplicemente:

 

Il radicale che si ottiene togliendo un idrogeno al benzene è detto fenile.

 

Derivati del benzene di particolare interesse, detti complessivamente areni, sono:

naftalene (naftalina) metilbenzene (toluene) vinilbenzene (stirene) fenolo anilina acido benzoico

 

Proprietà fisiche e chimiche

Gli idrocarburi aromatici sono composti non polari insolubili in acqua, sulla quale galleggiano a causa della bassa densità.
Il benzene è impiegato per la produzione di materie plastiche, fibre sintetiche, benzina; la naftalina si usa come antitarme; il toluene è un solvente di composti non polari; lo stirene è impiegato nella preparazione del polistirolo; il fenolo è utilizzato come composto di partenza per molti prodotti industriali; l'acido benzoico si usa come antifermentativo e conservante.
In generale, come combustibili e come solventi sono scarsamente impiegati, mentre trovano largo impiego come materia prima per la sintesi di: coloranti, materie plastiche, essenze, insetticidi, antiparassitari, detersivi, prodotti farmaceutici ecc.

 

Addizione

Le reazioni di addizione sono possibili solo ad alta temperatura o con i raggi UV e con gli alogeni dà i corrispondenti alogeno-cicloalcani.
formula

Sostituzione

Le reazioni di sostituzione sono spontanee ma richiedono la presenza di un catalizzatore.

 

Alogenazione

formula
clorobenzene

 

Nitrazione

formula
nitrobenzene

 

Solfonazione

formula
acido benzensolfonico

 

Alchilazione

formula
metilbenzene

 

Quando si sostituiscono due H, è necessario specificare la posizione dei sostituenti:

orto (1,2-) prefisso o-      meta (1,3-) m-    para (1,4-) p-

formula formula formula
o-dimetil-benzene m-dimetil-benzene p-dimetil-benzene