Compostos de halogênio (A Level) — Química do A-Level (9701) Revision Notes · ⁨Compostos de halogênio (A Level) — Química do A-Level (9701) Notas de Revisão⁩

31.1

Making halogenoarenes · ⁨Fabricando haloarenos⁩

Syllabus · ⁨Programa⁩

English

recall the reactions by which halogenoarenes can be produced: substitution of an arene with $\text{Cl}_2$ or $\text{Br}_2$ in the presence of a catalyst, $\text{AlCl}_3$ or $\text{AlBr}_3$ to form a halogenoarene, exemplified by benzene to form chlorobenzene and methylbenzene to form 2-chloromethylbenzene and 4-chloromethylbenzene
explain the difference in reactivity between a halogenoalkane and a halogenoarene as exemplified by chloroethane and chlorobenzene

Português

recordar as reações pelas quais halogenoarenos podem ser produzidos: substituição de um areno com $\text{Cl}_2$ ou $\text{Br}_2$ na presença de um catalisador, $\text{AlCl}_3$ ou $\text{AlBr}_3$ para formar um halogenoareno, exemplificado por benzeno para formar clorobenzeno e metilbenzeno para formar 2-clorometilbenzeno e 4-clorometilbenzeno
explicar a diferença de reatividade entre um halogenoalcano e um halogenoareno, exemplificado por cloroetano e clorobenzeno

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Fonte: Programa Cambridge International⁩

English

A halogenoarene 卤代芳烃 (also called an aryl halide) is formed when an arene 芳烃 reacts with $\text{Cl}_2$ or $\text{Br}_2$, using $\text{AlCl}_3$ or $\text{AlBr}_3$ as a catalyst 催化剂. This is the electrophilic substitution from the arenes topic — the halogen replaces a hydrogen on the ring.

benzene gives chlorobenzene.
methylbenzene gives 1-chloro-2-methylbenzene and 1-chloro-4-methylbenzene (the methyl group directs the chlorine to positions 2 and 4).

Português

Um halogenoaril 卤代芳烃 (também chamado de haleto de arila) é formado quando um areno 芳烃 reage com $\text{Cl}_2$ ou $\text{Br}_2$, usando $\text{AlCl}_3$ ou $\text{AlBr}_3$ como catalisador 催化剂. Esta é a substituição eletrofílica do tópico arenos — o halogênio substitui um hidrogênio no anel.

benzeno dá clorobenzeno.
metilbenzeno dá 1-cloro-2-metilbenzeno e 1-cloro-4-metilbenzeno (o grupo metila orienta o cloro para as posições 2 e 4).

Benzeno reagindo com cloro, usando cloreto de alumínio como catalisador, para dar clorobenzeno e cloreto de hidrogênio — um cloro substitui um hidrogênio no anel — Fabricando um haloareno por substituição eletrofílica: com um catalisador AlCl₃, um cloro substitui um hidrogênio no anel (dando HCl)

Um trator pulverizando uma cultura em um campo — Muitos pesticidas e herbicidas são haloarenos — átomos de cloro ligados a um anel de benzeno

Explore · ⁨Explorar⁩

Laboratório de haloareno

Compare haloarenos com haloalcanos.

Vocabulary · ⁨Vocabulário⁩ Train · ⁨Treinar⁩

English · ⁨Inglês⁩	Chinese · ⁨Chinês⁩	Pinyin
halogenoarene/ˈheɪləʊdʒnɔːren/	卤代芳烃	lǔ dài fāng tīng
arene/ˈæren/	芳烃	fāng tīng
catalyst/ˈkætəlɪst/	催化剂	cuī huà jì
halogenoalkane/ˈheɪləʊdʒnəʊlkeɪn/	卤代烷	lǔ dài wán
nucleophilic substitution/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/	亲核取代	qīn hé qǔ dài
lone pair/ləʊn peə/	孤对电子	gū duì diàn zi
delocalised/dɪˈlɒkəlaɪzd/	离域	lí yù
nucleophile/ˈnjuːklɪɒfaɪl/	亲核试剂	qīn hé shì jì

31.1

Why a halogenoarene is less reactive than a halogenoalkane · ⁨Por que um haloareno é menos reativo que um haloalcano⁩

English

Compare chloroethane (a halogenoalkane 卤代烷) with chlorobenzene (a halogenoarene).

A halogenoalkane reacts easily by nucleophilic substitution 亲核取代: its C–Cl bond is polar, so a nucleophile can attack the slightly positive carbon and push the halogen out.

A halogenoarene is very unreactive towards nucleophilic substitution. There are two reasons:

a lone pair 孤对电子 on the chlorine overlaps sideways with the delocalised 离域 ring of electrons. This gives the C–Cl bond partial double-bond character, making it shorter and stronger, so it is much harder to break.
the electron-rich ring repels an approaching nucleophile 亲核试剂.

So chlorobenzene does not react with nucleophiles such as $\text{OH}^-$ under normal conditions, while chloroethane does.

Português

Compare cloroetano (um haloalcano 卤代烷) com clorobenzeno (um haloareno).

Um haloalcano reage facilmente por substituição nucleofílica 亲核取代: sua ligação C–Cl é polar, então um nucleófilo pode atacar o carbono levemente positivo e empurrar o halogênio para fora.

Um haloareno é muito pouco reativo em relação à substituição nucleofílica. Existem duas razões:

um par solitário 孤对电子 no cloro se sobrepõe lateralmente ao anel deslocalizado 离域 de elétrons. Isso confere à ligação C–Cl caráter parcial de dupla, tornando-a mais curta e forte, logo é muito mais difícil de quebrar.
o anel rico em elétrons repele um nucleófilo 亲核试剂 em aproximação.

Assim, o clorobenzeno não reage com nucleófilos como $\text{OH}^-$ sob condições normais, enquanto o cloroetano reage.

Cloroetano com um nucleófilo atacando seu carbono levemente positivo, ao lado do clorobenzeno onde o par solitário do cloro se sobrepõe ao anel e o anel repele o nucleófilo — O cloroetano reage (um nucleófilo ataca o carbono $\delta+$), mas o clorobenzeno não: o par solitário do Cl fortalece a ligação C–Cl e o anel repele nucleófilos

31.1

Exam tips · ⁨Dicas de prova⁩

English

A halogenoarene is less reactive than a halogenoalkane: the lone pair delocalises into the ring, giving the $\text{C-X}$ bond partial double-bond character.
Distinguish a halogen on the ring (needs a catalyst, unreactive to substitution) from one on a side chain (reacts like a halogenoalkane).

Português

Um haloareno é menos reativo que um haloalcano: o par solitário deslocaliza-se para o anel, conferindo à ligação $\text{C-X}$ caráter parcial de dupla.
Distinga um halogênio no anel (precisa de catalisador, pouco reativo para substituição) de um em uma cadeia lateral (reage como um haloalcano).