Il benzene e il concetto di aromaticità

Benzene: composto liquido incolore avente un punto di fusione di 6°C e un punto di ebollizione di 80°C. La

sua formula è C H (alto grado di insaturazione). Il benzene risulta notevolmente non reattivo. Non dà

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reazioni di addizione, di ossidazione e di riduzione caratteristiche di alcheni e alchini. Il benzene non

reagisce con Br, HBr e altri reagenti che danno le usuali reazioni di addizione ai doppi e ai tripli legami C-C.

Non viene ossidato dall’acido cromico nelle stesse condizioni in cui alcheni ed alchini vengono facilmente

ossidati. Quando reagisce, il benzene subisce una reazione di sostituzione nella quale un atomo di H viene

sostituito da un altro atomo o da un gruppo di atomi.

Composto aromatico: termine usato inizialmente per classificare il benzene e i suoi derivati. Più

propriamente usato per classificare ogni composto che soddisfa i criteri di Huckel per l’aromaticità. Il

termine aromatico fu in origine usato per classificare il benzene e i suoi derivati sulla base di un odore

caratteristico che distingueva molti di essi. Il termine aromatico sta ora ad indicare il fatto che questi

composti sono altamente insaturi e non reattivi verso reagenti che attaccano alcheni ed alchini. Il termine

arene viene usato per descrivere gli idrocarburi aromatici, in analogia con alcano, alchene e alchino. Il

benzene può essere considerato il capostipite della famiglia degli areni. Così come da un alcano per

rimozione di un atomo di H deriva un gruppo definito alchile (R-), per rimozione di un H da un arene si

ottiene un gruppo arile (Ar-).

La struttura del benzene

Il benzene prende parte ad alcune reazioni chimiche, ma la sua reazione tipica non è un’addizione bensì

una sostituzione. Inoltre, quando il benzene viene

trattato con Br in presenza di FeCl , si ottiene un unico

3

composto di formula molecolare C H Br.

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Benzene + Br bromobenzene +HBr

à

2

I chimici conclusero che i sei H del benzene dovessero

essere tutti equivalenti. Quando poi, il bromobenzene

viene trattato con Br in presenza di FeCl come catalizzatore, si formano 3 dibromobenzeni isomeri.

3

C H Br + Br C H Br + HBr

à

6 5 2 6 4 2

Modello di Kekulè del benzene

La prima struttura del benzene fu proposta da Kekulè nel 1865 e consisteva in un ciclo a sei atomi di

carbonio con un atomo con un atomo di H legato a ciascun C. Sebbene l’originale formula di struttura

proposta da Kekulè giustificasse l’equivalenza dei legami C-H e C-C, essa risultava inadeguata in quanto ogni

atomo di carbonio risultava trivalente. Per conservare la tetravalenza del carbonio, nel 1872 Kekulè

propose che l’anello dovesse contenere tre doppi legami in grado di spostarsi avanti e indietro tanto

rapidamente da non permettere la separazione delle due forme così generate. Lui considerò questa

interconversione come un equilibrio e ciascuna delle due strutture in equilibrio venne da allora definita

struttura di Kekulè.