Реакция между бензолом (C₆H₆) и хлором (Cl₂) при освещении является примером реакции замещения, в которой один или несколько атомов водорода в молекуле бензола замещаются атомами хлора. Освещение (обычно ультрафиолетовый свет) служит в этой реакции как катализатор, инициируя разрыв молекул хлора на атомы.
Рассмотрим подробнее:
Инициирование реакции:
- Под действием ультрафиолетового света молекула хлора (Cl₂) диссоциирует на два атома хлора:
[ \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{hν}} 2 \text{Cl}• ]
Реакция с бензолом:
- Один из атомов хлора (Cl•) атакует молекулу бензола, отнимая у неё один атом водорода и образуя хлороводород (HCl) и фенилрадикал (C₆H₅•):
[ \text{C}_6\text{H}_6 + \text{Cl}• \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5• + \text{HCl} ]
- Затем фенилрадикал (C₆H₅•) быстро реагирует с другим атомом хлора (Cl•), образуя хлорбензол (C₆H₅Cl):
[ \text{C}_6\text{H}_5• + \text{Cl}• \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} ]
Общий уравнительный процесс:
- Суммарно реакция замещения бензола хлором уравнивается следующим образом:
[ \text{C}_6\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl} ]
Таким образом, при освещении бензол реагирует с хлором с образованием хлорбензола (C₆H₅Cl) и хлороводорода (HCl).
Важно отметить, что реакция замещения хлорирования бензола требует строго контролируемых условий, так как существует вероятность получения поли-хлорированных продуктов (например, дихлорбензолов и т.д.) при избытке хлора и/или продолжительном времени реакции.