Βενζόλιο
Το βενζόλιο, επίσης γνωστό ως βενζόλη, είναι μια οργανική χημική ένωση με τον τύπο 6CH6. Είναι ένα άχρωμο και εύφλεκτο υγρό με γλυκιά οσμή. Τα μόρια του βενζολίου αποτελούν έναν δακτύλιο από έξι άτομα άνθρακα που το καθένα είναι συνδεδεμένο με ένα άτομο υδρογόνου. Είναι αρωματική ένωση, δηλαδή ο δακτύλιος έχει εναλλασσόμενους διπλούς δεσμούς.
Το βενζόλιο είναι καρκινογόνο, δηλαδή μπορεί να προκαλέσει καρκίνο. Έχει πολλές πραγματικές χρήσεις. Χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στη βενζίνη, τα πλαστικά, το συνθετικό καουτσούκ, τις βαφές και είναι βιομηχανικός διαλύτης, που σημαίνει ότι μπορεί να διαλύσει πολλά άλλα χημικά μόρια. Το βενζόλιο είναι επίσης φυσικό συστατικό του αργού πετρελαίου και επομένως υπάρχει στη βενζίνη. Πολλά φάρμακα περιέχουν μέρη που παρασκευάζονται από βενζόλιο.
Μοντέλο ενός μορίου βενζολίου. Τα άτομα άνθρακα απεικονίζονται με μαύρο χρώμα και το υδρογόνο με λευκό.
Το 1964, τα γερμανικά ταχυδρομεία εξέδωσαν γραμματόσημο για τα 100 χρόνια από την ανακάλυψη του βενζολίου.
Δομή
Το βενζόλιο έχει ειδικές ιδιότητες που ονομάζονται αρωματικότητα. Και τα έξι άτομα άνθρακα του δακτυλίου βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο. Για να εξηγηθούν όλοι οι δεσμοί σε έναν δακτύλιο έξι ατόμων άνθρακα, πρέπει να υπάρχουν εναλλασσόμενοι διπλοί δεσμοί άνθρακα (συζευγμένο σύστημα):
Αν το βενζόλιο είχε τρεις διπλούς δεσμούς, τρεις πλευρές του δακτυλίου του θα ήταν μικρότερες από τις άλλες τρεις πλευρές. Η περίθλαση ακτίνων Χ δείχνει ότι και οι έξι δεσμοί άνθρακα-άνθρακα στο βενζόλιο έχουν το ίδιο μήκος 140 πικομέτρων (pm). Τα μήκη των δεσμών C-C είναι μεγαλύτερα από έναν διπλό δεσμό (135 pm) αλλά μικρότερα από έναν απλό δεσμό (147 pm). Αυτή η ενδιάμεση απόσταση συνάδει με την αποεστίαση ηλεκτρονίων: τα ηλεκτρόνια για το δεσμό C-C κατανέμονται εξίσου μεταξύ καθενός από τα έξι άτομα άνθρακα. Το μόριο είναι επίπεδο. Μια αναπαράσταση είναι ότι η δομή υπάρχει ως υπέρθεση των λεγόμενων δομών συντονισμού, παρά κάθε μορφή ξεχωριστά. (Με άλλα λόγια, οι διπλοί δεσμοί του μορίου αλλάζουν γρήγορα μεταξύ ζευγών ατόμων άνθρακα). Η αποκέντρωση των ηλεκτρονίων είναι μια εξήγηση για τη θερμοδυναμική σταθερότητα του βενζολίου και των συναφών αρωματικών ενώσεων. Είναι πιθανό ότι αυτή η σταθερότητα συμβάλλει στις ιδιόμορφες μοριακές και χημικές ιδιότητες που είναι γνωστές ως αρωματικότητα. Για να υποδηλωθεί η αποεντοπισμένη φύση του δεσμού, το βενζόλιο συχνά απεικονίζεται με έναν κύκλο μέσα σε μια εξαγωνική διάταξη ατόμων άνθρακα.
Όπως συνηθίζεται στην οργανική χημεία, τα άτομα άνθρακα στο παραπάνω διάγραμμα δεν έχουν επισημανθεί. Συνειδητοποιώντας ότι κάθε άνθρακας έχει 2p ηλεκτρόνια, κάθε άνθρακας δίνει ένα ηλεκτρόνιο στον αποεντοπισμένο δακτύλιο πάνω και κάτω από τον δακτύλιο του βενζολίου. Είναι η επικάλυψη των p-τροχιακών τόσο πάνω όσο και κάτω από τον δακτύλιο που παράγει τα νέφη πι.
Το 1986, ορισμένοι χημικοί αμφισβήτησαν την άποψη για το βενζόλιο σε ένα άρθρο που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature. Έδειξαν ότι τα ηλεκτρόνια στο βενζόλιο είναι σχεδόν σίγουρα εντοπισμένα σε συγκεκριμένα άτομα άνθρακα. Έδειξαν ότι οι αρωματικές ιδιότητες του βενζολίου προέρχονται από τη σύζευξη σπιν και όχι από την αποεστίαση των ηλεκτρονίων. Άλλοι επιστήμονες έγραψαν άρθρα για να υποστηρίξουν αυτή την άποψη στο περιοδικό Nature το 1987. Όμως, οι χημικοί αργούν να μεταστραφούν από την άποψη των αποεντοπισμένων ηλεκτρονίων.
Τα παράγωγα του βενζολίου εμφανίζονται αρκετά συχνά ως συστατικό οργανικών μορίων, ώστε να υπάρχει ένα σύμβολο Unicode στο μπλοκ Διάφορα τεχνικά με τον κωδικό U+232C (⌬) για την αναπαράστασή του με τρεις διπλούς δεσμούς και U+23E3 (⏣) για μια αποδιαταγμένη έκδοση.
Οι διάφορες αναπαραστάσεις του βενζολίου
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι το βενζόλιο;
A: Το βενζόλιο είναι μια οργανική χημική ένωση.
Ερ: Ποιος είναι ο χημικός τύπος του βενζολίου;
Α: Ο χημικός τύπος του βενζολίου είναι C6H6.
Ερ: Ποια είναι η εμφάνιση και η οσμή του βενζολίου;
Α: Το βενζόλιο είναι ένα άχρωμο και εύφλεκτο υγρό με γλυκιά οσμή.
Ερ: Ποια είναι η δομή ενός μορίου βενζολίου;
A: Ένα μόριο βενζολίου είναι ένας δακτύλιος από έξι άτομα άνθρακα που το καθένα είναι συνδεδεμένο με ένα άτομο υδρογόνου. Είναι αρωματική ένωση, δηλαδή ο δακτύλιος έχει εναλλασσόμενους διπλούς δεσμούς.
Ερ: Είναι το βενζόλιο καρκινογόνο;
Α: Ναι, το βενζόλιο είναι καρκινογόνο, που σημαίνει ότι μπορεί να προκαλέσει καρκίνο.
Ερ: Ποιες είναι μερικές πραγματικές χρήσεις του βενζολίου;
Α: Το βενζόλιο χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στη βενζίνη, τα πλαστικά, το συνθετικό καουτσούκ, τις βαφές και είναι βιομηχανικός διαλύτης, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να διαλύσει πολλά άλλα χημικά μόρια. Πολλά φάρμακα περιέχουν επίσης μέρη που κατασκευάζονται από βενζόλιο.
Ερ: Πού βρίσκεται το βενζόλιο;
Α: Το βενζόλιο είναι φυσικό συστατικό του αργού πετρελαίου και επομένως υπάρχει στη βενζίνη.
