SU BSTITUȚIA ELECTROFILĂ AROMATICĂ … … 75 [609632]

UNIVERSITATEA ALEXANDRU IOAN CUZA IAȘI
FACULTATEA DE CHIMIE

FORME DE ORGANIZARE A
PROCESULUI DE PREDARE –
ÎNVĂȚARE LA TEMA
SUBSTITUȚIA ELECTROFILĂ
AROMATICĂ

Coordonator științific,
Prof. univ. dr. hab il. Mihail Lucian B ÎRSĂ

Autor,
Profesor Teodor -Cătălin BOUARIU,
Liceul Tehnologic „Dragomir Hurmuzescu”
Medgidia, Constanța

2

CUPRINS
ARGUMENT ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………….. 5
Capitolul 1. STRUCTURA HIDROCARBURILOR AROMATICE ………………………….. …….. 7
1.1. Definiția hidrocarburilor aromatice ………………………….. ………………………….. ………………… 7
1.2. Clasificarea hidrocarburilor aromatice ………………………….. ………………………….. ……………. 7
1.3. Caracter aromatic ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 7
1.4. Structura moleculară a benzenului ………………………….. ………………………….. ……………….. 10
1.4.1. Ipoteza lui Kekulé ………………………….. ………………………….. ………………………… 10
1.4.2. Mecanica cuantică – teoria orbitalilor moleculari ………………………….. ………….. 11
1.4.3. Geometria moleculei de benzen ………………………….. ………………………….. ……… 12
1.5. Structura și aromaticitatea arenelor polinucleare ………………………….. ………………………… 13
1.5.1. Naftalenul (naftalina) ………………………….. ………………………….. ……………………. 13
1.5.2. Antracenul și fenantrenul ………………………….. ………………………….. ………………. 13
1.5.3. Difenilul ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 14
1.5.4. Arene polinucleare superioare ………………………….. ………………………….. ………… 15
Capitolul 2. OBȚINEREA HIDROCARBURILOR AROMATICE ………………………….. ……. 16
2.1. Surse de hidrocarburi aromatice ………………………….. ………………………….. …………………… 16
2.1.1. Cărbunii ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………….. 16
2.1.2. Petrolul ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………… 16
2.2. Obținerea hidrocarburilor aromatice ………………………….. ………………………….. …………….. 18
2.2.1. Prelucrarea cărbunilor prin distilare anaerobă ………………………….. ………………. 18
2.2.2. Reformarea catalitică a benzinelor ………………………….. ………………………….. ….. 19
2.2.3. Piroliza benzinelor ………………………….. ………………………….. ………………………… 20
2.2.4. Alchilarea Friedel -Crafts ………………………….. ………………………….. ……………….. 20
2.2.5. Reducerea avansată a compușilor carbonilici aromatici sau micști ………………. 21
2.2.6. Reacții de trimerizare ………………………….. ………………………….. ……………………. 22
2.2.7. Sinteza Würtz -Fittig ………………………….. ………………………….. ……………………… 22
2.2.8. Reacția deriv aților organomagnezieni aromatici cu derivați halogenați cu
reactivitate mărită (alilici și benzilici) ………………………….. ………………………….. ………….. 22
Capitolul 3. REACTIVITATEA HIDROCARBURILOR AROMATICE ………………………… 23
3.1. Reactivitatea hidrocarburilor aromatice mononucleare ………………………….. ……………….. 23

3
3.1.1. Reacții de substituție ………………………….. ………………………….. …………………….. 23
3.1.2. Reacții la catena laterală ………………………….. ………………………….. ………………… 31
3.1.3. Reacții de adiție ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 31
3.1.4. Reacții de oxidare ………………………….. ………………………….. …………………………. 32
3.2. Reactivitatea hidrocarburilor aromatice polinucleare ………………………….. ………………. 33
3.2.1. Hidrocarburi polinucleare, cu nuclee izolate ………………………….. …………………. 33
3.2.2. Hidrocarburi polinucleare cu nuclee condensate ………………………….. ……………. 35
Capitolul 4. MECANISMUL REACȚIILOR DE SUBSTITUȚIE ELECTROFILĂ
AROMATICĂ ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 42
4.1. Mecanismul general al reacției de substituție electrofilă aromatică ………………………….. . 42
4.1.1. Mecanismul SEAr la benzen ………………………….. ………………………….. ………….. 42
4.1.2. Mecanismul SEAr la naftalină ………………………….. ………………………….. ……….. 43
4.1.3. Mecanismul SEAr la antracen ………………………….. ………………………….. ………… 44
4.2. Forme active ale reactanților electrofili ………………………….. ………………………….. ………… 44
4.3. Orientarea substituienților în reacțiile de substituție electrofilă aro matică ………………….. 46
4.4. Mecanismul principalelor reacții de substituție electrofilă aromatică ………………………… 47
4.4.1. Mecanismul reacției de halogenare c atalitică ………………………….. ………………… 47
4.4.2. Mecanismul reacției de alchilare Friedel -Crafts ………………………….. ……………. 49
4.4.3. Mecanismul reacției de acilare ………………………….. ………………………….. ……….. 51
4.4.4. Mecanismul reacției de nitrare ………………………….. ………………………….. ……….. 54
4.4.5. Mecanismul reacției de sulfonare ………………………….. ………………………….. ……. 57
Capitolul 5. METODE DIDACTICE UTILIZATE ÎN PREDAREA -ÎNVĂȚARE
DISCIPLINEI CHIMIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 61
5.1. Definiția și clasificarea metodelor didactice ………………………….. ………………………….. ….. 61
5.2. Caracteristici generale ale metodelor didactice ………………………….. ………………………….. . 61
5.3. Funcțiile metodelor didactice ………………………….. ………………………….. ………………………. 62
5.4. Metode didactice utilizat e în predarea -învățarea chimiei ………………………….. …………….. 62
5.4.1. Modelarea ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 62
5.4.2. Experimentul de laborator ………………………….. ………………………….. ……………… 66
5.4.3. Rezolvarea de exerciții și probleme ………………………….. ………………………….. … 68
5.4.4. Algoritmizarea ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 70
5.4.5. Investigația ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 72
5.4.6. Activitatea în afara orelor de curs. Cercul de chimie ………………………….. ……… 73

4
Capitolul 6. FORME DE ORGANIZARE A ACTIVITĂȚII DE PREDARE -ÎNVĂȚARE LA
TEMA: SU BSTITUȚIA ELECTROFILĂ AROMATICĂ ………………………….. …………………. 75
6.1. Activități de predare -învățare bazate pe modelare ………………………….. ………………………. 75
6.1.1. Secvență din cadrul lecției “P roprietăți chimice ale arenelor. Reacții de
substituție la nucleu” ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 75
6.1.2. Secvență din cadrul lecției “Reacția de nitrare” ………………………….. …………….. 77
6.1.3. Secvență din cadrul lecției “Proprietăți chimice ale arenelor” ……………………… 80
6.1.4. Secvență din cadrul lecției “Reacția de alchilare. Alchilarea arenelor” …………. 89
6.1.5. Secvență din cadrul lecției “Reacția de nitrare și sulfonare la compușii
aromatici” ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 92
6.1.6. Secvență din cadrul lecției “Proprietăți chimice ale hidrocarburilor aromatice.
Reacții de substituție la nucleu” ………………………….. ………………………….. …………………… 97
6.2. Activități de predare -învățare bazate pe experimentul de laborator …………………………. 103
6.2.1 . Secvență din cadrul lecției “Reacția de nitrare și sulfonare la nucleul aromatic” ..
………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 103
6.2.2. Efectuarea unui experiment demonstrativ, integrat în lecția “Proprietăți chimice
ale hidrocarbur ilor aromatice” ………………………….. ………………………….. …………………… 107
6.3. Activități de predare -învățare bazate pe metoda algoritmizării și rezolvarea de exerciții și
probleme ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 109
6.3.1. Secvență din cadrul lecției ”Proprietăți chimice ale hidrocarburilor aromatice” …
………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 109
6.3.2. Secvență din cadrul lecției ”Reacția de alchilare la nucleul aromatic” ………… 117
6.4. Activități desfășurate în cadrul cercului de chimie, pe tema “Substituția electrofilă
aromatică” ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………… 122
6.4.1. Proiectarea unei activități în cad rul cercului de chimie, cu tema “Sinteza acizilor
sulfonici” ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………. 122
6.4.2. Proiectarea unei activități de laborator în cadrul cercului de chimie, cu tema
“Sinteza acidului sulfanilic” ………………………….. ………………………….. ……………………… 127
ANEXE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 130
1. Proiect didactic: “Proprietăți chimice ale arenelor. Reacția de substituție” ……………….. 130
2. Proiect didactic: “Proprietăți chimice ale arenelor. Reacția de substituție la nucleu” …. 137
3. Studiu de caz ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 141
BIBLIOGRAFIE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 144

5

ARGUMENT

Hidrocarburile aromatice constituie un capitol aparte al Chimiei Organice, mai ales din
punct de vedere al interdependenței structură -proprietăți chimice, deoarece poziția în care se
vor lega substituenții la nucleul aromatic depinde de natura substituenților preexistenți. Astfel,
cunoașterea efectelor pe care le manifestă diferitele grupări funcționale și rasicali de
hidrocarbură asupra nucleului aromatic contribuie decisiv asupra structur ii produșilor rezultați
în reacțiile de substituție la nucleu.
Reacțiile de substituție electrofilă aromatică reprezintă unele dintre cele mai
importante procese chimice de sinteză în domeniul Chimiei Organice, atât ca proprietate
chimică a anumitor clase de compuși, cât și ca metodă de obținere pentru o mare varietate de
compuși organici, din clasa medicamentelor, coloranților sau maselor plastice.
În ceea ce privește conceptele de mecanism de reacție, substituție electrofilă sau
reactant electrofil, în contextul actual în care se află Chimia ca disciplină de studiu, pot fi
abordate în activitățile din cadrul ședințelor de pregătire suplimentară pentru concursuri și
olimpiade, în activitățile din cadrul cercului de chimie sau ca opțional de aprofundare, a stfel
încât elevii să înțeleagă și să aprofundeze modul de desfășurare a reacțiilor chimice la care
participă compușii organici studiați, să prevadă structura produșilor de reacție formați.
Din punct de vedere metodic, formele de organizare a activitățilo r de predare -învățare
pentru tema abordată sunt diverse, strategia didactică bazându -se pe metode precum
modelarea, experimentul de laborator, algoritmizarea, rezolvarea de exerciții și probleme,
instruirea asistată de calculator, investigația, descoperire a dirijată și nu numai, astfel
combinate încât să conducă la atingerea competențelor și obiectivelor didactice propuse.

6

Partea I. HIDROCARBURI
AROMATICE

7

Capitolul 1. STRUCTURA HIDROCARBURILOR AROMATICE
1.1. Definiția hidrocarburilor aromatice
Hidrocarburile aromatice sau arenele sunt combinații ale carbonului cu hidrogenul,
care conțin în moleculă unul sau mai multe nuclee (inele) aromatice (benzenice).
Cel mai simplu reprezentant al acestei clase de compuși este benzenul, descoperit de
Mich ael Faraday în 1825, în produsele de ardere a cărbunilor și în produsele rezultate la
arderea seului de balenă, folosit în vremea respectivă la iluminat. [1 , 10]
În anul 1834, Eilhard Mitscherlich reușește sinteza benzenului, prin decarboxilarea
acidului benzoic:
(1.1.)
1.2. Clasificarea hidrocarburilor aromatice
În funcție de numărul de nuclee aromatice, arenele se pot clasifica astfel:
A. Hidrocarburi aromatice mononucleare
a) Simple: benzenul
b) Alchilbenzeni: toluen, xileni, cumen, mesitilen, stiren etc.
B. Hidrocarburi aromatice polinucleare
a) Cu nuclee izolate: difenil
b) Cu nuclee condensate: naftalen, antracen, fenantren, tetracen, coronen etc.
1.3. Caracter aromatic
Compuși cu caracter aromatic se întâlnesc în toate clasele de compuși organici cu
catenă ciclică.
Prezintă caracter aromatic o serie de compuși nesaturați carbociclici, dar și foarte
mulți compuși heterociclici:

8

N
Piridină PiridinăS
Tiofen –
ion ciclopentadienură- +
ion tropiliu (1.2.)
Conform teoriei lui Thiel, Bamberger (1891), Robinson (1925) și Erich Hückel
(1931), prezintă caracte r aromatic substanțele care îndeplinesc simultan următoarele condiții
structurale:
□sistem ciclic plan;
□sistem ciclic, polienic, cu conjugare continuă;
□sistem care posedă 4n+2 electroni de tip π, cu n ϵN.
Compușii ciclici cu legături duble conjugate se p ot împărți în trei clase, din punct de
vedere al aromaticității:
□compuși aromatici;
□compuși antiaromatici;
□compuși nearomatici.
În cazul compușilor aromatici care prezintă valoare pozitivă a energiei de conjugare,
structura electronică cu cu legăturile duble delocalizate determină stabilizarea moleculei, în
comparație cu o moleculă ipotetică în care legăturile sunt localizate.
Compușii antiaromatici prezintă proprietăți opuse celor care prezintă caracter
aromatic. Dacă în cazul compușilor aromatici del ocalizarea electronilor π stabilizează
molecula în comparație cu polienele ciclice conjugate corespunzătoare, la compușii
antiaromatici delocalizarea electronilor π destabilizează molecula. [12]
Compușii nearomatici sunt acei compuși, cu proprietățile car acteristice ale polienelor
ciclice cu legături duble conjugate.
Apariția caracterului aromatic, nearomatic sau antiaromatic depinde în mod direct de
structura electronică a moleculei, respectiv de geometria acesteia. Astfel, prezintă caracter
aromatic un sistem cu 4n + 2 electroni π și cu geometrie plană, în timp ce moleculele cu ciclu
plan și 4n electroni π sunt antiaromatice, iar cele cu 4n electroni π și care nu prezintă ciclu
plan sunt nearomatice.

– plan; – plan; – plan;
– fără conjugare con tinuă; – conjugare continuă; – conjugare continuă;

9
– 2 electroni π; – 2 electroni π; -4 electroni π;
– nearomatic; – aromatic; -nearomatic.
NH
. .

– plan; – plan; – plan;
– conjugare continuă; – fără conjugare conti nuă; – conjugare continuă;
– 4 electroni π; – 4 electroni π; – 6 electroni π;
– nearomatic; – nearomatic; – aromatic.

– plan; – plan; – plan;
– conjugare continuă; – conjugare continuă; – fără conjugare conti nuă;
– 6 electroni π; – 10 electroni π; – 6 electroni π;
– aromatic; – aromatic; – nearomatic.
CH3CH3

– plan; – plan; – plan;
– conjugare continuă; – conjugare continuă; – conjugare continuă pe
conturul an ulenic;
– 8 electroni π; – 10 electroni π; – 10 electroni π;
– nearomatic; – nearomatic; – aromatic.

-plan;
-conjugare continuă;
-14 electroni π;
-aromatic.
Figura 1.1. Exemple de compuși ciclici care satisfac sau nu condițiile de aromaticitate [12]

10
1.4. Structura moleculară a benzenului
1.4.1. Ipoteza lui Kekulé
Pornind de la formula moleculară, C 6H6, și de la valențele celor două elemente
componente (IV pentru C și I pentru H), August Kekulé von Stradonitz (1865) consid eră că
benzenul este o ciclohexatrienă:

Figura 1.2. Structura benzenului conform ipotezei lui Kekulé [12]
În sprijinul acestei afirmații Kekulé aduce următoarele argumente:
□orientarea plană a celor șase atomi de C și șase atomi de H;
□participarea ben zenului la reacții de adiție, în condiții energice, când 1 mol de benzen
reacționează cu 3 mol de reactant:
(1.3.)
(1.4.)
Împotriva ipotezei lui Kekulé vin următoarele argumente:
□benzenul participă mult mai ușor la reacții de substituție , care au loc în condiții normale:
(1.5.)
(1.6.)

11
□benzenul este stabil la acțiunea agenților oxidanți specifici alchenelor (K 2Cr2O7 și H 2SO 4,
respectiv KMnO 4 + H 2SO 4);
□benzenul prezintă stabilitate termică ridicată;
□benzenul nu participă la reacții de polimerizare și copolimerizare;
□benzenul formează numai trei derivați disubstituiți și nu 5, câți ar corespunde ipotezei lui
Kekulé (Landenburg, 1869):
A
AA
AA
AA
AA
A
izomer orto izomer meta izomer para
(1.7.)
□benzenul prezintă 6 legături C – C echivalente (1,39 Å), mol ecula benzenului având forma
unui hexagon regulat și plan, cu unghiuri de 120°.
1.4.2. Mecanica cuantică – teoria orbitalilor moleculari
Conform teoriei orbitalilor moleculari, molecula benzenului conține 6 atomi de C
hibridizați sp2. Fiecare atom de C formează câte 3 legături σ C-C 1 legătură σ C-H. Cel de al
patrulea electron, de la fiecare atom de C sp2, se află situat într -un orbital p nehibridizat, care
este perpendicular pe planul format de cele 6 legături σ C-C. Cei 6 orbitali atomici nehibridizați
se întrepă trund și formează un orbital molecular extins, care cuprinde toți atomii din catena
ciclică. Astfel, cei 6 electroni π devin delocalizați și formează un nor electronic cu densitate
maximă deoparte și de cealaltă a catenei ciclice. Acest sistem de 6 electro ni π delocalizați și
repartizați uniform pe cele 6 legături C -C este sărac în energie, fiind asemănător ca stabilitate
cu octetul gazelor rare. Deplasarea electronilor π în molecula benzenului se numește efect
mezomer sau conjugare conjugare.

Figura 1. 3. Structura benzenului conform mecanicii cuantice [11]

12
Structura Kekulé reprezintă o stare activată a moleculei de benzen. Pentru a participa
la reacții de adiție, 1 mol de benzen trebuie să absoarbă o energie de 36 kcal, necesară
localizării celor 6 ele ctroni π în 3 legături duble. [ 11]
(1.8.)
Energia de conjugare este o măsură a stabilității, produsă de conjugare. [3]

Figura 1.4. Structura benzenului: 3 legături 12 conservate, nu există sarcini între structurile a) și b);
c) structură mezoformă [13]
1.4.3. Geometria moleculei de benzen
Forma de hexagon regulat și plat a moleculei de benzen a fost stabilită prin analiză
cu raze X a benzenului cristalizat și prin metoda difracției electronilor la benzen în stare de
vapori.
Structura regulată plană a moleculei de benzen a fost confirmată și prin studiul
spectrului în domeniul IR al benzenului și deuterobenzenului (Ingold, 1938).
Lungimea legăturii C – C din molecula benzenului, de 1,39 Å, este mai mică decât
media aritmetică dintre lungimea le găturii simple de tip σ C-C (de 1,54 Å) și a legăturii duble C
= C (de 1,33 Å), confirmând faptul că molecula este stabilizată prin fenomenul de conjugare.
Un efect al fenomenului de conjugare îl reprezintă și configurația plană a moleculei:
unghiul de 120 ° este unghiul intern al hexagonului regulat, dar și unghiul de valență al
atomului de C hibridizat sp2.

Figura 1.4. Reprezentarea plană a geometriei moleculei de benzen

13

Figura 1.5. Reprezentarea spațială a geometriei moleculei de benzen
1.5. Structura și a romaticitatea arenelor polinucleare
1.5.1. Naftalenul (naftalina)
(1.9.)
În cazul naftalinei energia de conjugare este de 61 kcal, mai mică decât dublul
energiei de conjugare a moleculei de benzen, de 72 kcal. Acest lucru explică faptul că
molecula naftali nei prezintă un caracter aromatic mai slab, comparativ cu molecula
benzenului.
Molecula naftalinei este plană datorită hibridizării sp2 a atomilor de C și conține 10
electroni π delocalizați, repartizați simetric între cele două cicluri hexagonale. Existe nța celor
10 electroni π, conform regulii lui Hückel, conferă naftalinei caracter aromatic.
Caracterul aromatic mai slab al naftalinei reiese și din neechivalența legăturilor C – C
din moleculă, lungimile acestora variind între 1,36 Å și 1,42 Å.
1.5.2. Antracenu l și fenantrenul
Molecula antracenului conține trei nuclee benzenice condensate liniar și conține 14
electroni π, repartizați în trei inele aromatice, iar densitatea electronică pe fiecare inel este,
evident, mai mică în comparație cu benzenul și naftalenu l, dar egală cu cea a fenantrenului.
Antracenul admite patru structuri limită de tip Kekulé, prin a căror suprapunere se
poate reprezenta aproximativ repartiția electronilor π în inelul antracenic, rezultând că
molecula este plană, iar densitatea maximă a electronilor π este la capătul moleculei, în timp
ce legăturile transanulare sunt sărace în electroni π.
I IIIII IV
(1.10.)

14
Conform teoriei legăturilor de valență, densitatea maximă în electroni π este maximă
în legăturile 1, 2; 3,4; 5,6 și 7,8; acest lucru este confirmat și de determinările de distanțe
interatomice prin metoda razelor X. Aceste legături, cu densitate electronică mai mare, sunt
cele mai scurte și prezintă caracter de dublă legătură mai pronunțat comparativ cu c elelalte
legături.
Reactivitatea mai accentuată a pozițiilor 9 și 10, pozițiile mezo, din molecula
antracenului se explică pe baza teoriei orbitalilor moleculari, care atribuie acestor două poziții
un așa -numit “indice de valență liberă” mare. Această măr ime, rezultată prin calcul mecanico –
cuantic, este o măsură a reactivității ca radicali liberi a atomilor respectivi.
Energia de conjugare pentru antracen este de 86 kcal/mol, deci mai mică decât triplul
energiei de conjugare a benzenului, deci antracenul prezintă un caracter aromatic mai slab
decât benzenul.
Molecula fenantrenului conține trei nuclee benzenice condensate angular și prezintă
cinci structuri limită, dintre care patru prezintă o legătură dublă în poziția 9,10 (mezo). Acest
lucru explică fapt ul că legătura 9,10 are un pronunțat caracter nesaturat.
I II III IV V
(1.11.)
Energia de conjugare a fenantrenului este de 99 kcal/mol, ceea ce arată că prezintă un
caracter aromatic mai slab decât al benzenului și naftalinei, d ar mai pronunțat decât al
antracenului.
1.5.3. Difenilul
Molecula difenilului conține cele două inele pe aceeași axă (coaxiale), iar între cele
două inele există o conjugare, redată prin structuri limită:
:-+ + -:
(1.12.)
Energia de conj ugare a difenilului este de 74 kcal/mol, iar lungimea legăturii C – C
dintre cele două nuclee este de 1,48 Å, ceea ce reflectă o conjugare slabă a celor două inele.
Cauzele care determină conjugarea slabă a celor două inele sunt de natură electronică,
respectiv de natură sterică. [1]

15
Cauzele de natură electronică apar datorită structurile cu sarcini despărțite, care
contribuie foarte puțin la repartiția electronilor în molecule în starea fundamentală. Din punct
de vedere steric, cele două inele benzenice a le difenilului pot suferi mișcări de rotație în jurul
legăturii 1 -1'. Când cele două inele se află în același plan, atomii de H din pozițiile 2 și 2',
respectiv din pozițiile 6 și 6' se află la o distanță de 1,8 Å unul de celălalt, distanță puțin mai
mică decât cea corespunzătoare razelor Van der Waals ale atomilor de H și anume de 2 -2,4
Å. Inelele bifenilului sunt răsucite unul față de celălalt, din cauza respingerii dintre atomii de
H.
În cazul difenilului conjugarea este maximă atunci când inelele sunt coplanare și este
nulă atunci când planurile celor două inele formează un unghi diedru de 90°, fenomen numit
inhibiție sterică a conjugării. [1]
La difenilul în stare solidă inelele sunt coplanare, iar în stare gazoasă planurile celor
două inele formează un unghi diedru de 45°.
Bifenilul prezintă cracter aromatic și astfel, în reacțiile de substituție electrofilă
substituientul intră cu preponderență în poziția 4, sugerând faptul că acest compus se
comportă ca un derivat al benzenului, cu gruparea fenil substituient de ordinul I, care
orientează substituția în pozițiile orto și para.
1.5.4. Arene polinucleare superioare
Compușii aromatici cu 4 sau mai multe inele în moleculă pot prezenta nucleele
condensate în trei moduri și anume: liniar – acenele, angular – fenele și pericondensate.

(1.13.)
Hidrocarburile din această clasă au moleculele plane și distanțele interatomice sunt
cuprinse între 1,35 Å și 1,39 Å – la legăturile periferice – și între 1,42 Å – 1,45 Å – în cazul
legăturilor interne.

16

Capitolul 2. OBȚINEREA HIDROCARBURILOR AROMATICE
2.1. Surse de hidrocarburi aromatice
Principalele surse de hidrocarburi aromatice sunt petrolul și cărbunii.
2.1.1. Cărbunii
Prin carbonizarea anaerobă a cărbunilor, la 900 -1000°C, se formează cocsul
metalurgic (72%), g aze necondensabile (15%), amoniac și ape amoniacale (9,9%), gudroane
(2,4%) și benzenul brut (0,7%). [3]
Gudroanele rezultate la cocsificarea cărbunilor conțin aproximativ 300 de compuși,
majoritatea fiind aromatici. Din acest motiv se impune un șir de pr elucrări care presupun
procese de deshidratare și distilare fracționată, când are loc o separare pe grupe de
componenți, separarea componenților principali din fiecare fracțiune, aplicând metode de
separare fizico -chimice.
2.1.2. Petrolul
Benzenul, toluenul și x ilenii (B, T, X) se regăsesc în proporție de 10 -15% în
fracțiunea de benzină care distilă în intervalul 60 – 150°C.
Hidrocarburile prezente în compoziția petrolului sunt alcanii, cicloalcanii (naftene) și
hidrocarburile aromatice (arene). [3]
Din clasa h idrocarburilor aromatice prezente în compoziția petrolului fac parte:
 benzenul
 toluenul
 xilenii
 trimetilbenzenii
 tetrametilbenzenii  etilbenzenul
 propilbenzenii
 naftalenul
 metilnaftalenii
 dimetilnaftaleni  trimetilnaftaleni
 tetralină
 transdecalină
 indol
 fenantren.
Cantități mari de hidrocarburi aromatice se găsesc în fracțiunile petroliere superioare,
în proporție de aproximativ 30% și în cele inferioare, în proporție de până la 10 -15%.

17

Figura 2.1. Separarea componenților principali din fiecare fracțiu ne rezultată la distilarea gudronului

18
2.2. Obținerea hidrocarburilor aromatice
2.2.1. Prelucrarea cărbunilor prin distilare anaerobă
Cărbunii reprezintă un amestec complex de masă organică, în a cărei constituție
elementală intră carbonul, hidrogenul, oxigenul, azotu l, sulful și masă anorganică formată din
minerale, care prin ardere formează cenușa și apă legată chimic sau ca umiditate. [5]
Procesul de distilare uscată a cărbunilor cuprinde o serie de procese complexe care
au loc la temperaturi cuprinse între 500 și 1200°C, în absența aerului.
În funcție de temperatura la care se realizează procesul de distilare, se întâlnesc:
 distilări la temperaturi joase, 500 – 600°C, numită distilare primară, când se obțin produse
de distilare utilizate ca materii prime în indust ria chimică;
 distilări la temperaturi medii, 600 – 700°C, denumită și cocsificare la temperatură medie;
 distilări la temperaturi înalte (900 – 1200°C), cocsificarea, în urma căreia se obține cocsul
metalurgic și gazul de iluminat.
Procentul cel mai mare î n gudroane se înregistrează în cazul distilărilor la
temperaturi joase. Gudroanele sunt formate dintr -un număr mare de compuși, ale căror
compoziții chimice și proporții depind de condițiile de distilare și de calitatea acestora.
Hidrocarburile prezente î n gudroanele rezultate la distilarea cărbunilor sunt:
hidrocarburi aciclice, în special alcani (C 5 – C8), alchene (C 5 – C8) și hidrocarburi aromatice
(mononucleare: benzen, toluen, xileni etc. și polinucleare cu nuclee condensate: naftalină,
antracen, fena ntren etc.).
Gudroanele pot fi prelucrate în două moduri: prin valorificare directă, constând în
separarea în fracțiuni prin distilare, respectiv prin chimizare, constând în transformări chimice
ale componentelor (procese de cracare și dehidrogenare).
Separarea hidrocarburilor aromatice nu se poate rezuma la un simplu proces de distilare, din
cauza complexității amestecului.
Procedeul de separare a hidrocarburilor aromatice rezultate la distilarea fracționată a
petrolului are la bază extracția cu solvenț i selectivi, cum ar fi dioxidul de sulf lichid (în
procedeul Edeleanu), care la temperaturi joase ( -60°C) dizolvă numai hidrocarburile
aromatice.
Pentru separarea hidrocarburilor aromatice inferioare de cele saturate, este utilizat
dietilenglicolul, cu 8 -10% apă, drept solvent. Benzenul și toluenul se mai pot separeu prin
distilare cu acetonă, respectiv butanonă.

19
2.2.2. Reformarea catalitică a benzinelor
Procesul de reformare catalitică a benzinelor constă în transformarea în prezență de
catalizatori a alcanilor , alchenelor și cicloalcanilor din benzine în hidrocarburi aromatice.
Reformarea catalitică a benzinelor se realizează la temper aturi de 450 – 520° C și
presiuni de 15 – 20 at, pe catalizatori de Pt pe suport de Al 2O3, raportul molar H 2:hidrocarbură
fiind de până la 1:10. [3]
Acest proces presupune desfășurarea următoarelor tipuri de reacții chimice:
1. reacții de dehidrogenare catalitică a cicloalcanilor cu 6 atomi de C în ciclu:
(2.1.)
(2.2.)
2. reacții de dehidrogenare și izomerizare a cicloa lcanilor cu inel de 5 atomi de C și catenă
laterală:
(2.3.)
3. reacții de dehidrociclizare a n -alcanilor:
(2.4.)
(2.5.)
(2.6.)
4. reacții de hidrodealchilare a alchilbenzenilor:

20

(2.7.)
(2.8.)
2.2.3. Piroliza benzinelor
Procesul de piroliză a benzinelor se desfășoară la temperaturi cuprinse între 810 –
850° C, în prezența aburului, care are rolul de a preîntâmpina disocierea hidrocarburilor
saturate ciclice și aciclice până la formarea de C (cocs).
În urma pirolizei rezultă două amestecuri: un amestec gazos, din care se separă C 2H4 și
C3H6 și un amestec lichid, din care se separă hidrocarburi aromatice C 6 – C8, prin extracție cu
N-metil -pirolidină. Extractul rezultat este supus distilării fracționate, pentru obținerea
fracțiunii B , T, X (benzen, toluen, xileni). [3]
2.2.4. Alchilarea Friedel -Crafts
Alchilarea hidrocarburilor aromatice la nucleu constă în introducerea de grupări
alchil la nucleu, cu formare de alchilbenzeni.
Reactanții utilizați în procesele de alchilare la nucleu sunt d erivați halogenați,
alchene, alcooli sau esteri.
Catalizatorii utilizați în procesele de alchilare Friedel -Crafts sunt acizi Lewis (AlX 3,
X = Cl, Br; ZnCl 2; SnCl 4; TiCl 4), acizi Brønsted (HF, H 2SO 4 sau H 3PO 4) sau catalizatori
zeolitici (aluminosilicați cu structură cristalină microporoasă, a căror structură tridimensională
este alcătuită din tetraedre de tip TO 4 – T = Si4+; Al+3, cu stabilitate termică și suprafață de
contact ridicate și mai puțin poluanți).
(2.9.)
(2.10.)

21

(2.11.)
(2.12. )
(2.13.)
(2.14.)
(2.15.)
(2.16.)
2.2.5. Reducerea avansată a compușilor carbonilici aromatici sau micști
Prin tratarea compușilor carbonilici cu Zn(Hg) și HCl (metoda Clemensen) sau H 2N-
NH 2 și KOH, la 175°C (metoda Kijner -Wolf), compușii carbonilici aromatici sau micști sunt
transformați în alchilbenzeni:
(2.17.)

22

(2.18.)
2.2.6. Reacții de trimerizare
(2.19.)
(2.20.)
(2.21.)
(2.22.)
2.2.7. Sinteza Würtz -Fittig
(2.23.)
2.2.8. Reacția derivaților organomagnezieni aromat ici cu derivați halogenați cu
reactivitate mărită (alilici și benzilici)
(2.24.)
(2.25.)

23

Capitolul 3. REACTIVITATEA HIDROCARBURILOR AROMATICE
3.1. Reactivitatea hidrocarburilor aromatice mononucleare
Stabilitatea hidrocarburilor aromatice la acțiunea reactanților scade odată cu scăderea
caracterului aromatic, deci odată cu creșterea numărului de nuclee aromatice.
Principalele reacții la care participă sistemele aromatice sunt:
 reacții de substituție
 reacții de substituție electrofilă (SEA r)
 reacții d e substituție nucleofilă (SNA r)
 reacții de substituție radicalică (SRA r)
 reacții de adiție
 reacții de adiție ionice
 reacții de adiție radicalice
 reacții de adiție concertate
 reacții la catena laterală
3.1.1. Reacții de substituție
Reacțiile de substituție la hid rocarburile aromatice mononucleare se pot desfășura la
nucleul aromatic (substituții electrofile sau nucleofile aromatice) sau la catena laterală (în
poziție benzilică, de obicei prin mecanism radicalic).
Majoritatea reacțiilor de substituție la nucleul a romatic decurg după un mecanism de
substituție electrofilă aromatică, iar un număr restrâns dintre ele decurg după un mecanism de
substituție nucleofilă, în condiții mai energice.
În cazul derivaților substituiți ai benzenului, reacțiile de substituție de curg orientat, în
funcție de natura substituientului deja existent pe nucleu. Din acest punct de vedere,
substituienții pe nucleul aromatic sunt clasificați în două categorii:
a. Substituenți de ordinul I
Astfel de grupări funcționale activează nucleul aromat ic în pozițiile o și p, manifestând un
efect electromer respingător (+E): perechea de electroni p neparticipanți, prezentă la atomul
unui substituent de ordinul I intră în conjugare de tip p -π cu electronii π din nucleul aromatic,
provocând o creștere rela tivă a densității electronice în pozițiile o și p, favorizând apropierea
reactantului electrofil:

24

Cl Cl+Cl+Cl+
(-):..::..: : :
:(-).. ..
..(-) (3.1.)
Radicalii alchil ( -R) manifestă efect inductiv respingător (+I), mărind densitatea de
electroni la atomul de C de ca re sunt legați și, astfel, în eventualitatea unui atac electrofil,
acesta poate stabiliza o sarcină pozitivă:
R R
H ER
E
HR
E
HE+ + +
+
(A) (B) (C)
(3.2.)
În structura (C) se observă că la atomul de C de care este legat radicalul –R nu s -a
stabilizat nicio sarcină poz itivă nefiind astfel favorizată substituția.
Din categoria substituenților de ordin I fac parte următoarele structuri:
(3.3.)
b. Substituenți de ordinul II
Din această categorie fac parte grupări funcționale care dezactivează nucleul
aromatic, din cauza efectului electromer atrăgător de electroni ( -E) pe car îl exercită. Astfel,
pentru ca reacția să aibă loc, este nevoie de condiții mai energice, densitatea electronică în
pozițiile o și p fiind micșorată, iar următorul substituent pe nucleu va fi orienta t în poziția m:
(3.4.)
De exemplu, în cazul monitrării nitrobenzenului, ponderea celor trei dinitroderivați formați
este următoarea: o -dinitrobenzen: 6,4%; p -dinitrobenzen:0,3%; m -dinitrobenzen:93,3%.
Substituenții de ordin II sunt de tipul:
(3.5.)

25
Principalele reacții de substituție electrofilă la nucleul aromatic sunt: reacția de
halogenare catalitică, reacția de alchilarea Friedel -Crafts, reacția de acilare, reacția de nitrare
și reacția de sulfonare.
3.1.1.1. Reacția de halogenare catalitică
Halogenarea hidrocarburilor aromatice la nucleu se realizează direct cu Cl 2 sau Br 2,în
prezența unor catalizatori acizi Lewis (AlCl 3, FeCl 3, AlBr 3, FeBr 3, ZnCl 2, TiCl 4 sau BF 3), care
polarizează legătura chimică dintre atomii de halogen și conducând astfel la formarea
reactantului electrofil.
Cl2FeCl3Cl
+ +HCl
clorobenzen
(3.6.)
Cl
Cl2FeCl3Cl
ClCl
Cl+ + +HCl
clorobenzen o-diclorobenzen p-diclorobenzen
(3.7.)
Cl
Cl
Cl2FeCl3Cl
Cl
ClCl
ClCl
+
o-diclorobenzen+ +HCl
1,2,3-triclorobenzen 1,2,4-triclorobenzen
(3.8.)
Cl
ClCl2FeCl3Cl
Cl
Cl+
p-diclorobenzen+HCl
1,2,4-triclorobenzen
(3.9.)
Br2FeBr3Br
+ +HBr
benzen bromobenzen
(3.10.)

26

Br
Br2FeBr3Br
BrBr
Br+
bromobenzen+ HBr
1,2-dibromobenzen+
1,4-dibromobenzen (3.11.)
CH3
Cl2FeCl3CH3
ClCH3
Cl+ + +HCl
toluen o-clorotoluen p-clorotoluen
(3.12.)
CHCH3CH3
Cl2FeCl3CHCH3CH3
Cl
+ + +HCl
i-propilbenzen/cumen 2-clorocumen 4-clorocumen
(3.13.)
CH3
CH3CH3Cl2FeCl3CH3
CH3CH3Cl
+ +HCl
1,3,5-trimetilbenzen/cumen 2-cloro-1,3,5-trimetilbenzen
(3.14.)
CH CH2
Cl2FeCl3CH CH2
ClCH CH2
Cl
vinilbenzen/stiren o-clorostiren+HCl +
p-clorostiren+
(3.15.)
Halogenarea nucleului aromatic prin mecanism de substituție electrofilă aromatică
(SEA r) se realizează în absența luminii deo arece, în prezența acesteia, este favorizată
scindarea homolitică a legăturii din molecula de halogen (X –X, X = Cl sau Br) și reacția ar
decurge prin mecanism de adiție radicalică (AR).
Procesul de iodurare directă a nucleului aromatic se desfășoară în co ndiții mai
energice și anume în prezența unui agent oxidant puternic, precum HNO 3, din cauza
reactivității mai scăzute a moleculei de I 2:

27

I2HNO3I
+ +HI
benzen iodobenzen (86%) [1] (3.16.)
3.1.1.2. Reacția de alchilare Friedel -Crafts
Reacțiile de alchilare la nucleul aromatic se realizează cu:
 derivați halogenați, R –X (clorurați, bromurați și mai puțin cu cei iodurați), în prezența unui
catalizator acid Lewis (AlX 3, FeX 3, ZnCl 2, SnCl 2, SnCl 4, BF 3, TiCl 4, SbCl 5 anhidre) sau
catalizatori zeolitici;
 alchene, în prezența H 2SO 4 sau AlC l3 umedă;
 alcooli, R –OH, în prezența H 2SO 4 sau H 3PO 4.
Oprirea unei alchilări Friedel -Crafts la monoalchilare este dificilă, din cauza primei
grupe alchil legate la nucleu, care activează nucleul benzenic.
CH3ClAlCl3CH3
+anh.+HCl
benzen clorometan toluen
(3.17.)
ClCH2AlCl3CH2
+
anh.+HCl
benzen clorurã de benzil difenilmetan
(3.18.)
CH3
ClCH2AlCl3CH2CH3
CH2
CH3+
anh.+HCl
clorurã de benzil o-metil-difenilmetan toluen+
p-metil-difenilmetan
(3.19.)
CH2CH2H2SO4CH2CH3
+
benzen etenã etilbenzen
(3.20.)
CH3CH2
OHH2SO4CH2CH3
++ H2O
benzen etanol
(3.21.)

28

OH CCH3CH3
CH3H2SO4CCH3CH3CH3
+ +H2O
benzen t-butanol t-butilbenzen (3.22.)
CH3CH2CH2
ClAlCl3CH2CH2CH3CHCH3CH3
+anh.+ +HCl
benzen 1-cloropropanpropilbenzen
20%i-propilbenzen
80%
(3.23.)
3.1.1.3. Reacția de acilare
În reacțiile de acilare la nucleul aromatic, are l oc substituirea atomilor de H cu
radicali acil, R – C=O.
Procesul de acilare la nucleul aromatic se realizează cu:
 cloruri acide, R – CO – Cl, în prezența unui acid Lewis (AlCl 3);
 anhidride acide, (R – CO) 2O, în prezență de AlCl 3.
Produșii rezultați sunt cetone aromatice sau mixte, utilizate în diverse sinteze
organice.
Procesul poate fi oprit la produsul monoacilat, deoarece radicalul acil legat de
nucleul aromatic dezactivează nucleul.
CH3COClAlCl3CCH3O
+ +HCl
benzen clorurã de acetil acetofenonã/acetilbenzen
(3.24.)
AlCl3CO
COCl
+ +HCl
benzen clorurã de benzoil benzofenonã/benzoilbenzen
(3.25.)
CH3C
O
CCH3O
OAlCl3CO
CH3 CH3-COOH + +
benzen anhidridã aceticã acetofenonã acid acetic
(3.26.)

29

AlCl3O
OO
COCOOH
+ +
benzen anhidridã benzoicã benzofenonã acid benzoic (3.27.)
3.1.1.4. Reacția de nitrare
Procesul de nitrare la nucleul aromatic se poate realiza cu:
 amestec sulfonitric (nitrant), format din soluții concentrate de HNO 3 și H 2SO 4;
 fluorură de nitroniu, NO 2F [12, p. 260]
Produșii rezultați sunt nitroderivați aromatici, utilizați în special în industria
coloranților și, unii dintre ei, ca explozivi.
HNO3H2SO4NO2+ +H2O
benzen nitrobenzen
(3.28.)
H2SO4NO2O2N
+ +2H2O
benzen 1,3-dinitrobenzen2HNO3
(3.29.)
H2SO4NO2O2N
NO2+ +3H2O
benzen1,3,5-trinitrobenzen3HNO3
(3.30.)
CH3
HNO3H2SO4
NO2CH3CH3
NO2
+ + H2O
toluen p-nitrotoluen o-nitrotoluen+
(3.31.)
CH3
H2SO4
NO2CH3
NO2O2N
+ + 3H2O
toluen 2,4,6-trinitrotoluen/TNT3HNO3
(3.32.)
OH
NO2O2N
NO2OH
+3HNO3+3H2O
fenol 2,4,6-trinitrofenol/acid picric
(3.33.)

30
Nitrarea fenolilor se realizează cu soluții diluate de acid azotic, deoarece gruparea
hidroxo, –OH, activează nucleul aromatic.
3.1.1.5. Reacția de sulfonare
Introducerea grupării sulfonice la nucleul aromatic se poate realiza cu:
 trioxid de sulf, SO 3, sub formă de complex cu piridină;
 acid sulfuric concentrat, H 2SO 4, numit acid sulfuric fumans.
În urma procesului de sulfonare se formează acizi sulfonici aromatici, utiliza ți în
sinteza fenolilor sau la obținerea de coloranți.
SO3SO3H
+120oC
benzen acid benzensulfonic
(3.34.)
H2SO4SO3H
H2SO4SO3H
SO3HH2SO4SO3H
SO3H SO3H+toC +
-H2O
benzen acid benzensulfonic acid 1,3-benzendisulfonic-H2O-H2O
acid 1,3,5-benzentrisulfonic+
(3.35.)
CH3
H2SO4CH3
SO3HCH3
SO3H+toC
-H2O+
benzen acid o-metilbenzensulfonic acid p-metilbenzensulfonic
(3.36.)
CHCH3CH3
H2SO4CH
SO3HCH3CH3 CH
SO3HCH3CH3
+toC
-H2O+
acid o-ipropilbenzensulfonic acid p-ipropilbenzensulfonic i-propil-benzen
(3.37.)
OH
H2SO4OH
SO3H
SO3HOH
+toC
-H2O+
acid o-hidroxibenzensulfonic acid p-hidroxibenzensulfonic fenol
(3.38.)

31

NH2
H2SO4NH2
SO3H
NH2
SO3H80-100oC
160-200oC-H2Oacid ortanilic
acid sulfanilicanilinã (3.39.)
3.1.2. Reacții la catena laterală
Reacțiile de substituție în poziție benzilică se pot realiza cu Cl 2, fotochimic sau
termic, respectiv NBS în CCl 4 (NBS=N -bromosuccinimidă), pentru introducerea bromului.
Astfel de reacții decurg după un mecanism de substituție r adicalică (SR).
CH3
Cl2CH2Cl
Cl2CHCl2
Cl2CHCl3
toluen clorurã de benzil clorurã de benziliden feniltriclormetan-HCl -HCl -HCl/ luminã / luminã / luminã
(3.40.)
CH2CH3
Cl2CHCl CH3
etilbezen 1-fenil-1-cloroetan-HCl/ luminã
(3.41.)
CH3
CH2
C
H2C
CO
ONBrCH2Br
CH2
C
H2C
CO
ONH
toluen+CCl4
N-bromo-succinimidã bromurã de benzil+
succinimidã
(3.42.)
3.1.3. Reacții de adiție
Benzenul poate reacționa cu H 2 în prezență de Ni, la 200°C, printr -un mecanism de
adiție. Procesul este unul reversibi l, la temperaturi mai ridicate având loc procesul de
dehidrogenare. Drept intermediar de reacție se formează ciclohexadienă și ciclohexenă, care
nu pot fi izolate, deoarece hidrogenarea lor se produce cu o viteză mai mare decât a
benzenului.
+H2Ni
toC+H2 / Ni H2 / Ni
benzen 1,3-ciclohexadienã 1,4-ciclohexadienã ciclohexan ciclohexenã
(3.43.)

32
Benzenul poate suferi și reducere Birsch, fiind redus de un metal alcalin (Li, Na sau
K) în amoniac lichid și alcool, formând 1,4 -ciclohexadienă.
benzen1,4-ciclohexadienãNa
NH3, C2H5OH
(3.44.)
În prezența luminii, nucleul aromatic reacționează cu Cl 2 și Br 2, după un mecanism
de adiție radicalică (AR), rezultând derivatul hexahalogenat.
HCl
H
Cl
H
Cl
HClHClHCl
+3Cl2luminã
benzen hexaclorociclohexan
(3.45.)
Prin adiția ozonului, O 3, benzenul formează ozonidă, substanță foarte instabilă, care
se descompune în prezența apei, la glioxal.
OOOO
O
O
O
OOC
HC
HO O +3O3+3H2O (Pd)
-3H2O23
benzen triozonida benzenului glioxal / etandial
(3.46.)
3.1.4. Reacții de oxidare
Oxidarea hidrocarburilor aromatice mononucleare se poate realiza la nucleu sau la
catena laterală.
Benzenul se oxidează la nucleu în condiții energice, cu O 2 pe catalizator de V 2O5,
după un mecanism radi calic.
CH
CHCOOH
COOHCH
CH
OO
O +9/2O2V2O5, 450oC
-2CO2; -H2OtoC
-H2O
benzen anhidridã maleicã acid maleic
(3.47.)
Oxidarea la catena laterală se poate realiza cu O 2, pe catalizator de V 2O5 sau săruri de
Co sau Mn, respectiv cu soluții acide de KMnO 4 sau K 2Cr2O7.

33

CH3
CH
O
+ O2100oC
sãruri de Co sau Mn
toluen benzencarbaldehidã/benzaldehidã+H2O (3.48.)
CH3
CH3OO
O+ 3O2V2O5,Al2O3; 425-450oC+3H2O
anhidridã ftalicã o-xilen
(3.49.)
CH2CH3
KMnO4 + H2SO4COOH
+6[O] +CO2 +2H2O
etilbenzen acid benzoic
(3.50.)
CH2CH3
COCH3
+ O2100oC
sãruri de Co sau Mn
fenil-metilcetonã/acetofenonã+H2O
etilbenzen
(3.51.)
CH3
CH3COOH
CH3CH3-OH
CH3COOCH3COOCH3
COOH+3/2O2
-H2O+ +3/2O2
-H2O
p-xilen acid p-metilbenzoic p-metilbenzoat de metil tereftalat de monometil
(3.52.)
CH2KMnO4CO
+2[O]
toC+H2O
difenilmetan difenilcetonã/benzofenonã
(3.53.)
3.2. Reactivitatea hidrocarburilor aromatice polinucleare
3.2.1. Hidrocarburi polinucleare, cu nuclee izolate
Hidrocarburile aromatice cu nu clee izolate participă la reacții de substituție
electrofilă aromatică comportându -se ca derivații monosubstituiți ai benzenului, cu substituent
de ordinul I (radical fenil sau alchil) pe nucleu. Astfel, noul substituient va fi orientat în
pozițiile o și p , cu preponderență în p.

34

CH2
FeCl3CH2Cl
CH2
Cl+Cl2 +
difenilmetan o-cloro-difenilmetan p-cloro-difenilmetan-HCl (3.54.)
CH2
CH2NO2
CH2
O2N+ +
difenilmetan o-nitro-difenilmetan p-nitro-difenilmetanHNO3H2SO4
-H2O
(3.55.)
CH2
CH2SO3H
CH2
HO3S+ +
difenilmetanacid o-benzil-benzensulfonicH2SO4
acid p-benzil-benzensulfonictoC
-H2O
(3.56.)
CH2
CH2CH3
CH2
CH3CH3-Cl + +
difenilmetano-metil-difenilmetan p-metil-difenilmetan-HClFeCl3
(3.57.)
CH2CH2C-CH3O
CH2
CO
CH3CH3-COCl + +
difenilmetan o-acetil-difenilmetan p-acetil-difenilmetan-HClFeCl3
(3.58.)
FeCl3Cl
Cl
difenil+Cl2
-HCl
o-cloro-difenil p-cloro-difenil+
(3.59.)
NO2
NO2
difenil+
o-nitro-difenil p-nitro-difenil+ HNO3H2SO4
(3.60.)
SO3H
SO3H
difenil+
acid o-fenilbenzensulfonic+ H2SO4toC
acid p-fenilbenzensulfonic
(3.61.)

35

CH3
CH3CH3-ClAlCl3
difenil+
o-metil-difenil+
p-metil-difenil-HCl (3.62.)
C-CH3O
C-CH3O
CH3-CO-ClAlCl3
difenil+
o-acetil-difenil+
p-acetil-difenil-HCl
(3.63.)
3.2.2. Hidrocarburi polinucleare cu nuclee condensate
Caracterul aromatic și stabilitatea la acțiunea agenților electrofili scade odată cu
creșterea numărului de nuclee a romatice:

Figura 3.1. Variația caracterului aromatic și al reactivității cu numărul de nuclee condensate
Caracterul aromatic mai redus la naftalină, în comparație cu benzenul se observă și
prin compararea energiilor de conjugare. Astfel, energia de conj ugare a naftalinei este mai
redusă decât dublul energiei de conjugare a benzenului: 61 kcal/mol la naftalină, în
comparație cu 36·2=72 kcal/mol, în cazul benzenului.
În cazul antracenului și fenantrenului situația este asemănătoare, energiile lor de
conju gare fiind mai mici decât triplul energiei de conjugare a benzenului.
Naftalina prezintă două poziții, α și β, de reactivități diferite, produșii reacțiilor de
substituție în cazul α -naftalinei fiind mai stabili:

Figura 3.2. Cele două poziții de react ivități diferite, din molecula naftalinei

36
Fenantrenul are caracter aromatic asemănător cu al naftalinei, dar mai nesaturat,
participând cu ușurință la reacții de adiție.
Fenantrenul poate forma 5 derivați monosubstituiți, în pozițiile 1, 2, 3, 4 sau 9,
respectiv 25 de derivați disubstituiți, cu cei doi substituenți identici, foarte greu de separat.
În cazul fenantrenului, energia de conjugare este de 99 kcal/mol. prin saturarea
dublei legături 9, 10 se obțin compuși care conțin două nuclee benzenice, iar pierderea de
energie de conjugare va fi de 99 – (2·36) = 27 kcal/mol. În situația în care procesul de adiție
ar avea loc la unul dintre inelele laterale, compusul rezultat ar fi de tipul naftalinei, iar
pierderea de energie ar fi de 99 – 61 = 38 kcal/mol. Prin urmare, reacțiile la pozițiile mezo din
molecula fenantrenului necesită un consum mai redus de energie comparativ cu inelele
laterale.
Antracenul prezintă un comportament chimic mult diferit de al naftalinei și
fenantrenului. Pozițiile cele mai reac tive din molecula antracenului sunt pozițiile mezo, 9 și
10, marea majoritate a reacțiilor la care participă antracenul desfășurându -se în aceste poziții.
3.2.2.1. Reacții de substituție la hidrocarburile aromatice polinucleare cu nuclee
condensate
Reacțiile de su bstituție sunt specifice naftalinei, ca și în cazul benzenului. Prezența
unui substituent de ordinul I pe nucleul naftalinei orientează următorul substituent în poziția
4, în timp ce un substituent de ordinul II orientează cu preponderență în pozițiile 5 ș i 8.
Naftalina participă la reacții de clorurare și bromurare catalitică, alchilare, acilare, nitrare sau
sulfonare.
H2SO4SO3H
+80oC+H2O
naftalinã acid 1-naftalensulfonic
(3.64.)
H2SO4SO3H+160oC
+H2O
naftalinã acid 2-naftalensulfonic
(3.65.)
HNO3H2SO4NO2
+ +H2O
naftalinã 1-nitronaftalinã
(3.66.)

37

CH3ClCH3
+AlCl3 anh.+HCl
naftalinã 1-metilnaftalinã (3.67.)
CH3COClCO-CH3
+AlCl3 +HCl
1-acetilnaftalinã/1-naftil-metilcetonã naftalinãCS2; -15oC
(3.68.)
CH3COClCO-CH3
C6H5NO2+AlCl3; 25oC+HCl
2-acetilnaftalinã naftalinã
(3.69.)
H2SO4SO3H
+ +H2O
antracen acid 9-antracensulfonic
(produs majoritar)
(3.70.)
HNO3NO2
(CH3CO)2O+ +H2O
antracen acid 9-antracensulfonic
(produs majoritar)
(3.71.)
Br2
Br+ +HBr
fenantren9-bromofenantren
(3.72.)
H2SO4
SO3H+ +HBr
fenantrenacid 9-fenantrensulfonic
(3.73.)

38

HNO3
NO2(CH3CO)2O
+ +HBr
fenantren9-nitro-fenantren (3.74.)
3.2.2.2. Reacții de adiție la hidrocarburi le aromatice polinucleare cu nuclee condensate
Hidrocarburile aromatice polinucleare pot participa și la reacții de adiție, reacționând
cu hidrogenul, halogenii sau participând la reacții de dimerizare sau tipul sintezelor dien.
Adiția hidrogenului poate avea loc catalitic sau în prezența unui sistem reducător, de
tipul amestecului Na + R -OH.
+2H2Ni
150oC+3H2, Ni
200oC
naftalinãtetrahidronaftalinã
tetralinãdecahidronaftalinã
decalinã
(3.75.)
Na + Et-OH,78oC
Na + Et-OH,toCnaftalinã 1,4-dihidronaftalinã
1,2-dihidronaftalinã
(3.76.)
Na + Et-OH,132oC
naftalinã tetrahidronaftalinã
(3.77.)
H2/Ni H2/Ni
H2/Ni
H2/Niantracen 9,10-dihidroantracen 1,2,3,4-tetrahidroantracen
perhidroantracen 1,2,3,4,5,6,7,8-octahidroantracen
(3.78.)

39

antracenNa + Et-OH,toC
9,10-dihidroantracen (3.79.)
Na + C5H11OH
+
fenantren 9,10-dihidrofenantren 1,2,3,4-tetrahidrofenantren
(3.80.)
H2/Ni H2/Ni
H2/Ni
H2/Nifenantren 9,10-dihidrofenantren 1,2,3,4-tetrahidrofenantren
1,2,3,4,5,6-octahidrofenantren perhidrofenantren
(3.81.)
Adiția halogenilor (Cl 2 sau Br 2) la hidrocarburile aromatice polinucleare cu nuclee
condensate se realizează în condiții fotochimice, la rece.
Cl
ClCl
Cl
Cl
Cl+Cl2la rece+Cl2 /
la rece
naftalinã 1,4-dicloronaftalinã 1,2,3,4-tetracloronaftalinã
(3.82.)
Br
Br+Br20oC
antracen 9,10-dibromoantracen
(3.83.)
Cl
Cl+Cl20oC
antracen 9,10-dicloroantracen
(3.84.)

40

BrBr+Br2
fenantren 9,10-dibromofenantren (3.85.)
Caracterul nesaturat al antracenului, precum și reactivitatea pozițiilor mezo pot fi
evidențiate și prin reacții de tipul sintezelor dien sau reacții de dimerizare .
CH
C
HC
CO
OOOHH O
O +
antracen anhidridã maleicã aduct
(3.86.)
+
antracendiantracen
(3.87.)
3.2.2.3. Reacții de oxidare la hidrocarburile aromatice polinucleare cu nuclee
condensate
Stabilitatea acestor compuși la acțiunea agenților oxidanți este mai mică decât la
benzen și scade odată c u creșterea numărului de nuclee condensate.
O
OCOOH
COOHCr2O3, CH3COOH
25oCO2, t80oC
+2CO2
naftalinã 1,4-naftochinonã acid ftalic
(3.88.)
C
COO
O+9/2O2V2O5
300-400oc+2CO2+H2O
naftalinã anhidridã ftalicã
(3.89.)

41

O
OK2Cr2O7 + CH3COOH
antracen 9,10-antrachinonã (3.90.)
H+
OOK2Cr2O7 /
fenantren 9,10-fenantrenchinonã
(3.91.)

42

Capitolul 4. MECANISMUL REACȚIILOR DE SUBSTITUȚIE
ELECT ROFILĂ AROMATICĂ
4.1. Mecanismul general al reacției de substituție electrofilă aromatică
Reacțiile de substituție electrofilă sunt reacții specifice sistemelor cu nucleu aromatic
și pot fi reprezentate schematic astfel:
ArH Ar E H++E+ +
substrat
aromatic agent
electrofil
(4.1.)
Reacțiile de substituție sunt procese chimice în cursul cărora o grupare funcțională
sau un atom de H dintr -o moleculă (substrat) organică este înlocuită cu un alt atom sau
grupare funcțională.
În cazul reacțiilor de substituție electrofilă aromatică (SEA r) reactantul este fie o
specie cu proprietăți electrofile, fie capătă proprietăți electrofile sub influența solvenților sau a
catalizatorilor de tipul acizilor Lewis (AlCl 3, FeCl 3 sau BF 3 etc.) sau acizilor Brønsted (HF,
HClO, H 2SO 4, H3PO 4).
4.1.1. Mecanismul SEA r la benzen
În cazul benzenului, mecanismul general al SEA r poate fi reprezentat astfel:
(4.2.)
În prima etapă are loc formarea complexului σ, care prezintă 4 electroni repartizați la
5 atomi de C, cel de al șaselea atom de C prezentând hibr idizare sp3. Această etapă decurge
lent – este etapa determinantă de viteză în majoritatea cazurilor – și este endotermă.
Formarea complexului σ necesită un consum relativ mic de energie, energia lui de
conjugare – determinată prin calcule mecanico -cuanti ce – fiind de 26 kcal/mol și compensând
într-o mare măsură pierderea energiei de conjugare a benzenului, de 36 kcal/mol.

43
Procesul de aromatizare, care constă în îndepărtarea protonului (H+) din cationul
intermediar, are prioritate în fața reacției acestui cation cu anionul din structura reactantului
electrofil.
Electrofilii de tipul E+ nu există în stare liberă, ei fiind aduși în vecinătatea
substratului aromatic de către un purtător de electrofil, care îl pun în libertate în momentul
atacului electrofil. De cele mai multe ori, în cazul reacțiilor de SEAr există o etapă
premergătoare în care se formează purtătorul de electrofil.
În cazul acestui mecanism, dacă legătura C sp2 – E nou formată este mai puternică
decât legătura Csp2 – H, procesul este unul ire versibil. În schimb, dacă noua legătură Csp2 – E
este mai slabă, procesul devine reversibil.
4.1.2. Mecanismul SEA r la naftalină
În cazul naftalinei, mecanismul reacției de SEA r poate fi reprezentat astfel:
H
C+E H
C+E HC+E H
C+E H
C+E HE
H++Etapa I
E+
lentsp2
atac în (x2) (x2)
Etapa II
rapid+
(4.3.)
Se observ ă că, în cazul u nui atac electrofil în poziția α, dintre cele 7 structuri limită posibile, 4
prezintă caracter aromatic.
H C+E
H
C+HEC+ E
H
C+HE
C+HE E
H++Etapa I
E+
lent
atac în (x2)
Etapa II
rapid+
(4.4.)
În această situație, al unui atac electrofil în poziție β, din cele 6 structuri limită posibile,
numai 2 prezintă caract er aromatic.
În concluzie, în cazul reacțiilor de SEAr la naftalină, atacul electrofil poate avea loc
în două poziții de reactivități diferite, α sau β. Atacul electrofil în poziția α este favorizat
deoarece complexul σ format intermediar prezintă caracte r aromatic mai pronunțat,
comparativ cu situația unui atac electrofil în poziție β.

44
În situația în care reactantul electrofil este voluminos sau noua legătură C – E este
mai slabă decât legătura C – H inițială, reacția de SEAr poate deveni reversibilă.
4.1.3. Mecanismul SEA r la antracen
Reacțiile chimice ale antracenului cu reactanți electrofili se desfășoară prin
intermediul unei structuri instabile, care se transformă într -un produs de adiție, prin
acceptarea unui anion sau într -un produs de substituție, prin eliminarea unui proton.
E H
H+Y
YE H
H
E
H+
E+
-(A) (B)(C)
(D)
(4.5.)
Energia de conjugare a antracenului are valoarea de 86 kcal/mol. Energia de
conjugare a unui produs de adiție ar trebui să aibă aceeași valoare cu cea corespunzătoare la
două nuclee benzenice și anume de 72 kcal/mol. Energia de conjugare a 9,10 –
dihidroantracenului este de aproximativ 76 kcal/mol, deci foarte apropiată de aceasta. Astfel,
la trecerea din structura (A) în structura (C), pierderea de energie de conjugare este de numai
10 kcal/mol, semnifi cativ mai mică decât în cazul reacțiilor specifice benzenului, unde are loc
o pierdere de 33 kcal/mol sau naftalinei, unde pierderea este de 25 kcal/mol. [3]
În intermediarul (B) inelele benzenice sunt conjugate, astfel că pierderea de energie de
conjugare la formarea acesteia este și mai mică. Acest lucru explică reactivitatea mai mare a
pozițiilor mezo în molecula antracenului, respectiv tendința acestuia de a da reacții de adiție în
aceste poziții.
4.2. Forme active ale reactanților electrofili
De cele mai m ulte ori agenții electrofili utilizați în reacțiile de SEA r nu reacționează
direct cu substratul aromatic decât în prezența unui catalizator sau a unui acid tare. Rolul
catalizatorului sau al acidului utilizat este de a transforma agentul reactant într -o formă activă,
electrofilă, de tipul E+. Astfel, în desfășurarea reacțiilor SEA r, se disting două etape
consecutive și anume:
 un proces, decele mai multe ori reversibil, în urma căruia se formează agentul electrofil
propriu -zis prin interacțiunea agentului d e substituție cu mediul de reacție (acidul sau
catalizatorul);

45
 reacția de substituție propriu -zisă.
Halogenii (Cl 2, Br 2, I2) nu reacționează direct cu benzenul pur, la temperatura
camerei și la întuneric. În schimb, la adăugarea de cantități catalitice de FeX 3, AlX 3 sau SbX 3,
se declanșează instantaneu o reacție energică. Pentru ca reacția să aibe loc este suficient să se
adauge Fe metalic în mediul de reacție, când se formează halogenura corespunzătoare, cu rol
de catalizator.
Acțiunea catalitică a halog enurilor unor metale (Fe, Al, Sb) se explică prin tendința
acestora de a forma combinații complexe cu ionii halogenură. În acest fel, molecula
halogenului este puternic polarizată, iar în prezența unui substrat aromatic ea se scindează în
ion negativ, lega t temporar de catalizator, și ion negativ, care interacționează imediat cu
substratul aromatic. [1, p. 333]
(4.6.)
Formarea ionilor pozitivi de halogen, ca agenți electrofili în reacțiile SEAr, a fost
dovedită experimental prin determinăr i cinetice.
Benzenul și alți compuși aromatici cu reactivitate comparabilă reacționează cu HOBr
numai în prezența acizilor, cinetica reacției fiind de ordinul 3:
v = k·[Ar -H]·[HOBr]·[H+] (4.7.)
Prin urmare, reactantul electrofil este fie acidul co njugat al acidului hipobromos, fie ionul
pozitiv de brom:
(4.8.)
În cazul reacției unor compuși aromatici mai reactivi, cum ar fi anisolul sau fenolul,
cu HOCl, viteza de reacție devine independentă de concentrația acidului și a compusului
aromat ic, fiind proporțională numai cu cea a HOCl:
v = k [HOCl] (4.9.)
În acest caz, etapa determinantă de viteză va fi transformarea acidului hipocloros într -un agent
electrofil mai activ, și anume ionul Cl+.
Iodurarea benzenului este posibilă în pre zența ionilor de Ag+. La simpla adăugare a I 2
în benzen, acesta se dizolvă fără să reacționeze. La adăugarea de Ag 2SO 4 și H 2SO 4, precipită
iodura de argint (AgI) și se formează iodobenzen. Cum ionii negativi I- sunt în iodura de
argint, reiese că molecula de benzen a fost atacată de ionul I+. [1]
I2 + Ag+ → I+ + AgI (4.10.)
La tratarea compușilor aromatici cu halogenuri de alchil, catalizatorul formează cu
reactantul complecși moleculari:

46
R – X + AlX 3 → R+ + [AlX 4]- (4.11.)
Deasemenea, acela și lucru se întâmplă și în cazul proceselor de acilare la nucleul
aromatic:
R – CO-X + AlX 3 → RCO+ + [AlX 4]- (4.12.)
În reacțiile de sulfonare, agentul electrofil este molecula neutră de SO 3, deficitară în
electroni:
(4.13.)
Agent ul de nitrare la nucleul benzenic, cationul nitroniu, se formează dintr -un
amestec anhidru format din HNO 3 și H 2SO 4 (amestec sulfonitric sau nitrant):
(4.14.)
4.3. Orientarea substituienților în reacțiile de substituție electrofilă aromatică
În cazul substituției electrofile aromatice (SEAr) la benzen, primul substituent se
leagă la oricare dintre cele 6 poziții echivalente ale nucleului benzenic. Cel de al doilea
substituent, însă, va ocupa o anumită poziție, în funcție de natura substituentul ui preexistent,
de efectul inductiv / electromer atrăgător / respingător de electroni exercitat de acesta.
Substituenții de ordinul I orientează următorul substituent în pozițiile o și p datorită
efectului +E. din această categorie fac parte substituenții de tipul:
(4.15.)
Cu excepția radicalilor alchil ( -R), substituenții de ordinul I prezintă electroni p
neparticipanți la atomul direct legat de nucleu, o pereche de electroni neparticipanți intrând în
conjugare de tip p – π cu electronii p – π din sextetul aromatic, determinând astfel o creștere a
densității electronice în pozițiile o și p.
(4.16.)
(4.17.)
Substituenții de ordinul I activează nucleul benzenic, reacțiile SEAr desfășurându -se
cu viteze mai mari decât în cazul benzenului nesubstituit. Excepție de la acest caz fac
halogenii.

47
Radicalii alchil ( -R) manifestă efect +I și determină o creștere a densității electronice
la atomul de C din nucleu, de care sunt legați și, în situația unui atac electrofil, acesta poate
stabiliza o sarcina pozitivă.
R
C+R
E
H+E+(A)
(4.18.)
R
C+R
E H+E+
(B)
(4.19.)
R
C+R
E
H+E+
(C)
(4.20.)
În cazul structurii (C), la atomul de C – R nu s -a stabilizat o sarcină pozitivă, deci în
această poziție nu este favorizată s ubstituția.
Substituenții de ordinul II orientează următorul proces SEAr în poziția m, datorită
efectului –E pe care îl manifestă, efect care determină o micșorare a densității electronice în
pozițiile o și p. În astfel de situații, desfășurarea reacției în poziție m necesită condiții mai
energice.
4.4. Mecani smul principalelor reacții de substituție electrofilă aromatică
4.4.1. Mecanismul reacției de halogenare catalitică
Pentru inițierea reacției, molecula de halogen (Cl 2 sau Br 2) reacționează cu un
catalizator aci d Lewis, rezultând reactantul electrofil:
a)
(4.21.)
(4.22.)
b)
(4.23.)

48

(4.24.)
c) drept agenți de SEA r cu halogen se pot folosi și acidul hipocloros, HOCl, respectiv acidul
hipobromos, HOBr, în mediu puternic acid:
HClO H+H2ClO Cl++
+rapid lent+H2O
(4.25.)
HBrO H+H2BrO Br++
+rapid lent+H2O
(4.26.)
d) iodurarea directă a benzenului se desfășoară în condiții mai energice, în prezența ionilor de
Ag+ sau a acidului azotic:
I2HNO3I
+ +HI
(4.27.)
I2IAg+
+ +AgI
(4.28.)
Substraturile aromatice mai reactive, care conțin substituenți de ordinul I și care
activează nucleul aromatic prin efect +E, reacționează mult mai ușor în comparație cu
substraturile care conțin substituenți de ordinul II, cu efect –E, care dezactivează nuc leul.
NH2NH2
Br Br
Br+Br2NaOH
anilinã 2,4,6-tribromoanilinã
(4.29.)
OH OH
Br Br
Br+Br2NaOH
fenol 2,4,6-tribromofenol
(4.30.)
În cazul halogenării alchilbenzenilor, rolul catalizatorului este, pe lângă polarizarea
moleculei de halogen, și de a favoriza competiția dintre substituția electrofilă aromatic ă
(SEAr) și substituția aromatică (SR) la catena laterală.

49

R
X2R
XR
X+AlX3
-HX+, X = Cl, Br (4.31.)
4.4.2. Mecanismul reacției de alchilare Friedel -Crafts
a) Alchilarea nucleului aromatic cu derivați halogenați
(4.32.)
(4.33.)
b) Alchilarea nucleului aromatic cu a lchene
AlCl3 H++H2O H+AlCl3HO- +AlCl3HO-
(4.34.)
CH2CH2H+CH3H2C ++
(4.35.)
CH2CHCH3H+H2CCH2CH3 CH3CHCH3 +++
(4.36.)
(4.37.)
(4.38.)
c) Alchilarea nucleului aromatic cu alcooli
ROH H2SO4 ROSO3H + +H2O
(4.39.)
ROSO3H R++HSO4-
(4.40.)
(4.41.)

50
Reacțiile de alchilare sunt complicate de o serie de factori, cum ar fi: grupele alchil, –
R, activează nucleul aromatic astfel încât se formează amestecuri de produși polialchilați.
Acest lucru are loc deoarece viteza procesului de alchilare crește după int roducerea primei
grupe alchil și, astfel, următoarea substituție se desfășoară cu viteză mai mare, depinzând
totuși de împiedicarea sterică.
CH3ClCH3
CH3ClCH3
CH3CH3
CH3CH3ClCH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3CH3CH3ClCH3
CH3
CH3CH3CH3
CH3
CH3CH3CH3
CH3CH3CH3++
++
+
++
+ + +
(4.42.)
Randamentul în produși alchilați depinde de raportul molar de combinare între
reactanți, dar și de timpul de contact. Astfel, toluenul se poate obține cu un randament ridicat
dacă se utilizează un raport molar C 6H6:CH 3Cl mai mare. La un raport C 6H6:CH 3Cl = 1:4 se
poate ajunge la un randament de 10% în 1,2,4,5 -tetrametilbenzen (duren), d upă distilarea și
cristalizarea la rece a fracției tetrametilbenzenice. Un randament mai ridicat în duren (25%) se
poate obține prin tratarea fracției tetrametilbenzenice cu clorură de aluminiu – când
tetrametilbenzenii suferă procese de transpoziție – și izolarea durenului din amestecul de
echilibru, prin congelare. [1]
Xilenii și trimetilbenzenii se pot obține, sub formă de amestec, dacă se reglează
condițiile de reacție: procesele de transpoziție suferite de produșii primari de alchilare pot fi
parțial evitate, dacă se folosesc condiții de reacție mult mai blânde.
Atunci când se introduc grupe alchil cu volum mai mare decât volumul grupelor
metil, procesele de transpoziție ale grupelor alchil conduc la formarea de alchilbenzeni
simetric trisubstituiți: împiedicarea sterică forțează sistemul spre configurații care să nu aibă
două grupări alchil adiacente.
CH3CH2
ClAlCl3CH2
CH2CH2CH3
CH3CH3+3
-3HCl
(4.43.)
Transpoziția grupărilor alchil poate avea loc printr -o scindare urmată de un proces de
realchilare în poziția m. Dea semenea, poate avea loc și un transfer direct intermolecular, de la
o poziție la alta.

51

CCH3CH3CH3
CCH3CH3
CH3H+C+
CCH3CH3
CH3C HCH3
CH3CH3
CCH3CH3
CH3CH3C+CH3
CH3CCH2CH3
CH3 H+H+
C
CCH3
CH3CH3
CH3CH3
CH3+ (4.44.)
Un alt dezavantaj al proceselor de alchilare Friedel -Crafts constă în faptul că
grupările alchil pot suferi procese de transpoziție în t impul reacției. Randamentul în n –
alchilbenzeni este foarte mic, produșii obținuți fiind cei care derivă de la ionul de carbeniu cel
mai stabil, cu același număr de atomi de C ca și gruparea alchil inițială.
CH3CH2CH2ClAlCl3CH3CH2H2CAlCl4CH3CHAlCl4
CH3+ – + –
(4.45.)
CH3CHAlCl4
CH3CHCH3CH3
++ –
(4.46.)
4.4.3. Mecanismul reacției de acilare
Reacția de acilare la nucleul aromatic reprezintă cea mai importantă reacție, utilizată în
scopul creării de noi legături C – C la ciclurile aromatice.
Agentul electrofil este cationul acil, R –C+=O, iar ca agenți de acilare se folosesc
halogenurile acide, R –COCl sau anhidridele acide, (R –CO) 2O.
Catalizatorii utilizați în procesele de acilare sunt acizi Lewis (AlCl 3) sau acizi
Brønsted, iar drept solvenți sunt utilizați CS 2, C6H5NO 2, CH 2Cl2 sau CHCl=CHCl.
RCO
XAlX3 R OC+
R O+
AlX4 +-
(4.47.)

52

(4.48.)
(RCO)2O RC+
ORCOOBF3O
R
RCOOH +BF3-+
+ +HX
(4.49.)
Principalul avantaj din punct de vedere sintetic al procesului de acilare Friedel -Crafts
constă în faptul că gruparea acil dezactivează nucleul aromatic pentru un agent electrofi l
ulterior și, astfel, procesul de acilare poate fi oprit la prima etapă.
Un alt avantaj este acela că, prin acilare, se pot sintetiza n -alchilbenzeni, după
reducerea cetonelor rezultate.
CH3CH2COClCOCH2CH3CH2CH2CH3
+4[H]
-H2O
(4.50.)
În prezența grupelor care activeaz ă nucleul aromatic, procesul de acilare Friedel –
Crafts poate fi realizat în condiții mai blânde, cum ar fi, de exemplu, utilizarea (CF3 –CO) 2O.
Ciclurile aromatice care conțin substituenți de ordinul II, care dezactivează nucleul, orientând
procesul de subs tituție în poziție meta, nu sunt suficient de reactive pentru a suferi procese de
acilare în condiții mai blânde.
Alchilbenzenii se acilează aproape în exclusivitate în poziție para.
CH2CO
ClCH2CO
+AlCl3
CS2+HCl
clorurã de benzoil benzil-fenilcetonã
(4.51.)
CH3CO
Cl CH2Cl2CCH3
O+AlCl3
+HCl
difenil p-difenil-metilcetonã/p-acetildifenil
(4.52.)
CH3CCH3
CH3CH2CO
ClC
OCH2CCH3
CH3CH3
CH OH CH2CCH3
CH3CH3CHCHCCH3
CH3CH3+AlCl3
-HClLiAlH4
H2SO4
-H2Oclorurã de neohexanoil fenil-neopentilcetonã
3,3-dimetil-1-fenil-1-butanol 3,3-dimetil-1-fenil-1-butenã
(4.53.)

53

CH3
CH3CO
ClCH3
CO CH3+AlCl3
+HCl
p-acetiltoluen/p-metilacetofenonã (4.54.)
CH3
COOH
O O
CH3CH3(CF3CO)2OCH3
COOCOCF3
O O
CH3CH3
CH3
O O
CH3CH3
CH3O OCH3CH3
CH3
O O
CH3CH3O+-CF3COOH+
-CF3COOH
(4.55.)
Reacțiile de acilare Friedel -Crafts pot fi utilizate, cu randamente satisfăcătoare, și în
procesele de ciclizare, când se pot obține noi sisteme ciclice sau deriv ați ai hidrocarburilor
polinucleare, cum ar fi derivații monosubstituiți sau polisubstituiți ai naftalinei, antracenului
sau fenantrenului. Derivații polisubstituiți ai naftalinei, precum și cei mono sau polisubstituiți
ai antracenului și fenantrenului se obțin sub formă de amestecuri, fiind apoi greu de separat.
CH2CH2
C
Cl O
OAlCl3
-HCl
clorurã de 3-fenil-propionil 1-hidrindonã
(4.56.)
CH2CH2
CH2
C
OOH
OHF lichid
-H2O
acid 4-fenilbutiric -tetralonã
(4.57.)
COCO
OCCO
OOHO
O+AlCl3
CS2H2SO4
anhidridã ftalicã acid o-benzoilbenzoic 9,10-antrachinonã
(4.58.)

54

CH2
CH2CC
O
OOCO CH2CH2COOH
CCH2CH2COOHO
+AlCl3
C6H5NO2+
anhidridã succinicã 1-naftil-2-carboxietil-cetonã 2-naftil-2-carboxietil-cetonã (4.59.)
OO
OCO
C
OOHO
O
O
O+AlCl3H2SO4
+Zn pulbere
300oC+
naftacen 1,2-benzantracen
(4.60.)
CH3
CH2
CH2 COCO
OCH3
C
CH2CH2COH O
OCH3
CH2
CH2CH2COH O
CH3O
CH3 CH3+AlCl3 Zn(Hg)+HCl
SOCl2
AlCl3Zn(Hg)+HCl Pt, toC
-2H2
2-metil-naftalinã-H2O
(4.61.)
CH
CH2 COCO
OCl
CCH2CHC ClOOH
OCH2CH2CHC ClOOH
CH2CH2CHC ClOClO
Cl Cl
NO2NO2+AlCl3 Zn(Hg)+HCl
-H2O
SOCl2 AlCl3
-HClZn(Hg)+HCl
-H2O
AgNO2
-AgClPt, toC
-2H2
2-nitro-naftalinã
(4.62.)
4.4.4. Mecanismul reacției de nitrare
Procesul de nitrare a hidrocarburilor aromatice și a derivaților acestora reprezintă o
primă etapă în sinteza unui mare număr de compuși organici.

55
Polinitroderivații sunt utilizați ca explozi vi puternici, ca de exemplu 2,4,6 –
trinitrotoluenul sau 2,4,6 -trinitrofenolul, iar prin reducerea grupelor nitro ( -NO 2) se poate
obține o gamă largă de compuși, cea mai importantă clasă de fiind aminele.
Condițiile reacției de nitrare depind de reactivitat ea substratului aromatic. Astfel,
amestecul nitrant utilizat la nitrarea nitrobenzenului (care conține HNO 3 și H 2SO 4 în
concentrații de 95%) ar produce în cazul nitrării fenolului o reacție foarte exotermă, aproape
imposibil de controlat.
Majoritatea rea cțiilor de nitrare implică existența ionului nitroniu, NO 2+. Astfel,
reacțiile de nitrare pot fi conduse prin controlul concentrației ionilor nitroniu din soluție.
În soluție de H 2SO 4 95%, acidul azotic dizolvat este total ionizat.
(4.63.)
(4.64.)
(4.65.)
(4.66.)
(4.67.)
În prezență de HNO 3 concentrat sau în soluție de HNO 3 în acid acetic, anhidridă
acetică sau nitrometan, concentrația ionilor nitroniu este foarte mică și, în acest fel, reacția de
nitrare poate fi condusă astfel încât să rezulte numai mono -, di- sau trinitronerivați.
HNO3H2SO4 60%NO2
HNO3, H2SO4 95%NO2
NO2NO2
NO2NO2
NO2+ + +
nitrobenzen m-dinitrobenzen
88%o-dinitrobenzen
(4.68.)
CH3
HNO3H2SO4NO2
CH3
CH3
O2NHNO3, H2SO4CH3
NO2
NO2HNO3, H2SO4 95%CH3
NO2
NO2O2N
+o-nitrotoluen
+
p-nitrotoluen40oC60oC90oC
2,4-dinitrotoluen
(4.69.)
NH2
HNO3CH3COOHNH2
NO2NH2
NO2NH2
NO2
NO2O2NHNO3, CH3COOH+
o-nitroanilinã+
p-nitroanilinã 2,4,6-trinitroanilinã
(4.70.)

56

NH2
HNO3H2SO4NH3+
H+NH3+
NO2HONH2
NO2+NO2+
–
cation fenilamoniu cation m-nitrofenilamoniu m-nitroanilinã (4.71.)
NH2
(CH3CO)2O
-CH3COOHNH-COCH3
HNO3, CH3COOHNH-COCH3
NO225oC
acetanilidã p-nitroacetanilidã
(4.72.)
Sub acțiunea acidului azotic, fenolii se pot transforma în mono – și polinitrofenoli, în
funcție de concentrația acidului azotic folosit și de temperatură.
OH
HNO3OH
NO2OH
NO2+20%
20oC+ +H2O
o-nitrofenol
40%p-nitrofenol
13%
(4.73.)
Prin tratare cu amestec sulfonitric (ASN), fenolul formează cantități mici de 2,4 -dinitrofenol –
din cauza reacțiilor secundare de oxidare – și apoi acid picric.
OH
HNO3OH
NO2
NO2H2SO4HNO3OH
NO2
NO2O2N
+
2,4-dinitronitrofenol 2,4,6-trinitronitrofenol-H2O-2H2O
(4.74.)
Reacția de nitrare la nucleul aromatic este sensibilă la împiedicările sterice și, prin
urmare, intro ducerea grupării nitro în poziție orto față de un substituent voluminos este dificil
de realizat.
CH3
HNO3CH3
NO2CH3
NO2H2SO4+ +
-H2O
o-nitrotoluen
61%p-nitrotoluen
39%
(4.75.)
CH2CH3
HNO3CH2
NO2CH3 CH2
NO2CH3
H2SO4+ +
-H2O
o-nitroetilbenzen
47%p-nitroetilbenzen
53%
(4.76.)

57

CHCH3CH3
HNO3CH
NO2CH3CH3 CH
NO2CH3CH3
H2SO4+ +
-H2O
o-nitrocumen
31%p-nitrocumen
69% (4.77.)
CCH3CH3CH3
HNO3C
NO2CH3CH3CH3
C
NO2CH3CH3CH3
H2SO4+ +
-H2O
o-nitro-t-butilbenzen
18%p-nitro-t-butilbenzen
82%
(4.78.)
Nitrarea directă a naftalinei se face exclusiv în poziție α, după același mecanism de
substituție electrofilă aromatică, rezultând α -nitronaftalină. β -nitronaftalina se obține prin
metode indirecte, pornind de la naftalină sau benzen.
HNO3H2SO4NO2
+-H2O
1-nitronaftalinã
(4.79.)
4.4.5. Mecanismul reacției de sulfonare
Reacțiile de sulfonare la nucleul aromatic nu doar datorită importanței în sine a
acizilor sulfonici rezultați, ci și datorită faptului că aceștia pot fi transformați în diferiți
derivați funcționali importanți.
Reactantul utilizat în procesele de sulfonare prin substituție electrofilă aromatică este
acidul sulfuric fumans, agentul electrofil fiind molecula de SO 3 (deficitară în electroni) sau
cationul HSO 3+.
2H2SO4 SO3 + H3O+ + HSO4-
(4.80.)
Molecula de SO 3 este neutră, dar conține un atom de S puternic electrofil, care atacă nucleul
aromatic.
(4.81.)

58

H2SO4SO3H
+ +H2O
acid sulfuric
100%acid benzensulfonic (4.82.)
Cl
H2SO4SO3H
ClSO3+ +H2O
acid p-clorobenzensulfonic
(4.83.)
Cl
H2SO4SO3H
CH3SO3SO3H
CH3SO3H
CH3+ + H2O
acid o-metilbenzensulfonic
62%+ +
acid m-metilbenzensulfonic
6%acid p-metilbenzensulfonic
32%
(4.84.)
Reacția de sulfonare este un proces reversibil, gruparea s ulfonică putând fi eliminată
prin încălzire cu soluție apoasă de H 2SO 4 50 – 60 %.
NHCOCH3
SO3, H2SO4NHCOCH3
SO3HHNO3NHCOCH3
SO3HNO2O2NH2SO4,NH2
NO2O2N
-CH3COOH60 %
acetanilidã acid p-N-acetilamino-
-benzensulfonicacid 3,5-dinitro-4-N-acetilamino-
-benzensulfonic2,6-dinitroanilinã
(4.85.)
Caracterul reversibil al reacțiilor de sulfonare la nucleul aromatic reiese și din
tendința unor produși formați inițial de a se transforma în izomeri mai stabili, la temperaturi
ridicate.
SO3, H2SO4SO3H
SO3HSO3, H2SO480oC
160oC160oCacid 1-naftalensulfonic (95 %)
acid 2-naftalensulfonic (85 %)
(4.86.)

59
Reacția de disulfonare decurge mult mai lent, din cauza efectului puternic atrăgător
de electroni manifestat de gruparea -SO 3H, deci este nevoie de condiții mai energice.
SO3, H2SO4SO3H
SO3HSO3H
SO3H245oC+ +H2O
acid 1,3-benzendisulfonic
acid 1,4-benzendisulfonic
(4.87.)
OH
H2SO4SO3H
OH
SO3H
OHOH
H2SO415-20oC
acid o-hidroxibenzensulfonic
acid p-hidroxibenzensulfonic100oC
(4.88.)

60

Partea a II -a
FORME DE ORGANIZARE A
ACTIVITĂȚII DE PREDARE –
ÎNVĂȚARE LA TEMA:
SUBSTITUȚIA ELECTROFILĂ
AROMATICĂ

61

Capitolul 5. METODE DIDACTICE UTILIZATE ÎN PREDAREA –
ÎNVĂȚARE DISCIPLINEI CHIMIE
5.1. Definiția și clasificarea metodelor didactice
Metodele de învățământ reprezintă o componentă foarte importantă a strategiilor
didactice și reprezintă un sistem de procedee, tehnici și mijloace de instruire, utilizat în scopul
asigurării eficienței procesului de predare -învățare.
Metoda de învățământ arată “cum” trebui să acționeze profesorul la clasă, pentru a
realiza obiectivele propuse și prezintă o triplă semnificație: pentru profesor, metoda didactică
reprezintă o tehnică de predare, de organizare a învățării, respectiv de control și evaluare, în
timp ce pentru elev reprezintă o tehnică de învățare, de asimilare de noi cunoștințe și
deprinderi, iar pentru elev și profesor reprezintă un mod de a lucra la comun, în scopul
realiz ării obiectivelor didactice propuse.
Clasificarea metodelor didactice poate fi realizată ținând cont de următorii factori:
experiența social -istorică, experiența individuală – dobândită în urma contactului cu obiectele
și fenomenele realității –, respecti v experiența dobândită prin acțiune practică. [8]
Ținând cont de aceste aspecte, se întâlnesc:
 metode de comunicare orală: expozitive, interogative, metoda dezbaterilor;
 metode de comunicare scrisă: tehnica lecturii, instructajul scris;
 metode de explorare a realității: observarea sistematică și independentă, experimentul
(metode de explorare directă); demonstrația, modelarea (metode de explorare indirectă).
 metode bazate pe acțiune, dintre care metode bazate pe acțiuni reale: metoda studiului de
caz / inve stigația, metoda exercițiului, metoda lucrărilor practice, proiectul (teme, de
cercetare, acțiune), respectiv metode de simulare: metoda jocurilor, metoda dramatizării,
învățarea prin simulare.
 metode de raționalizare a procesului de predare -învățare: acti vitatea cu fișele,
algoritmizarea, instruirea programată, instruirea asistată de calculator (AEL).
5.2. Caracteristici generale ale metodelor didactice
Principalele trăsături ale metodelor de învățământ sunt:
 sunt demersuri teoretico -acționale de predare -învăț are, menite să asigure desfățurarea și
finalizarea la un nivel superior a procesului de învățământ;

62
 reprezintă căi de investigație științifică și contribuie la dezvoltarea teoriei și practicii
pedagogice;
 sunt elaboarate și aplicate în strânsă concordanță cu profilul și gradul de învățământ, cu
specificul discipinei;
 sunt concepute în strânsă legătură cu nivelul de pregătire a elevilor, cu particularitățile
psihologice, de vârstă și individuale ale elevilor;
 contribuie la realizarea obiectivelor autoînvățăr ii și autoevaluării;
 prezintă caracter dinamic, adaptându -se ușor progresului științific continuu;
 prezintă caracter sistemic, deoarece se pot îmbina, completa și influența reciproc și
formează un ansamblu metodologic coerent;
 toate metodele, fie separat, fie îmbinate, contribuie la realizarea procesului de predare –
învățare;
 unele metode vizează, în principal, activitatea profesorului, altele vizează activitatea
elevilor.
5.3. Funcțiile metodelor didactice
Procesele psihice și motorii sunt exersate, în același timp cu însușirea de noi
cunoștințe și formarea de noi priceperi și deprinderi, prin intermediul funcției formativ –
educative.
Organizarea și dirijarea procesului instructiv -educativ, elaborarea de noi cunoștințe
se realizează prin intermediul funcției cog nitive.
Funcția motivațională constă în stimularea și trezirea curiozității, a interesului spre
cunoaștere și acțiune.
Prin intermediul funcției normative, metodele didactice sugerează modalitatea de
predare, respectiv modul în care să se învețe. Prin in termediul metodelor didactice, profesorul
conduce, corectează și supraveghează permanent acțiunea instructiv -educativă.
Metodele didactice reprezintă un intermediar între elev și disciplina de studiat,
respectiv între obiectivele propuse și performanțe și astfel, acestea prezintă și o funcție
operațională (instrumentală).
5.4. Metode didactice utilizate în predarea -învățarea chimiei
5.4.1. Model area
Modelarea este o metodă de predare -învățare, care se bazează pe transmiterea unui
mesaj prin intermediul unui model.

63
Metoda modelării este o metodă de predare -învățare capabilă să reproducă o serie
caracteristici esențiale ale unor obiecte, sisteme obiectuale, fenomene originale sau să ofere
informații despre acestea, prin intermediul unor copii materiale numite modele.
Principalele caracteristici ale acestei metode sunt:
 este una dintre cele mai utilizate metode utilizate în procesul de organiza a predării și
învățării disciplinei chimie;
 reprezintă o metodă de explorare indirectă a realității, prin intermediul modelelo r,
substitute ale obiectelor și fenomenelor reale;
 nu este o cale de contact nemijlocit cu realitatea, deoarece un model nu reprezintă
fenomenul sau structura în sine;
 elaborarea unui model presupune eliminarea unui număr cât mai mare de aspecte
neesențial e, necaracteristice fenomenului sau obiectului studiat și evidențierea aspectelor cu
adevărat importante;
 prin intermediul acestei metode didactice, elevul execută o activitate practică, ce se
transformă într -o nouă acțiune mintală, de elaborare de noi cun oștințe;
 metoda modelării este necesară în studiul acelor obiecte sau fenomene situate dincolo de
limitele cunoașterii senzoriale, cum ar fi, de exemplu: reprezentarea unor structuri moleculare,
mecanisme de reacție, procese tehnologice etc.
 modelarea este o metodă de utilizare a modelelor didactice, astfel încât elevii, sub
îndrumarea profesorului, să sesizeze, să descopere informații, proprietăți, relații despre
fenomenele și procesele din natură.
Modelul reprezintă o reproducere simplificată a unui obie ct, fenomen sau proces
tehnologic original, într -un sistem construit artificial. El reprezintă un sistem material sau
logico -matematic, capabil să reproducă total sau parțial originalul, în scopul de a descoperi
noi proprietăți ale acestuia.
Un model prezi ntă următoarele caracteristici:
 reprezintă un mijloc de cunoaștere a realității;
 este o reprezentare simplificată a originalului: nu reproduce originalul, el evidențiază un
anumit aspect al acestuia;
 este o reprezentare lărgită a originalului, el nu se rez umă doar la o analogie a proprietăților
acestuia, ci sugerează și proprietăți necunoscute;
 modelul apare ca o cale indirectă de cercetare a originalului, iar modelarea este o formă de
analiză a obiectelor din realitate;

64
 un model conține un element ipotetic , prezentând toate caracteristicile generate de ipoteza
științifică; acest caracter ipotetic dispare după verificarea valabilității făcute;
 modelul conține un element de imaginație științifică, fiind un produs al activității de
sinteză și, în acest fel, mo delarea capătă un caracter conștient și intenționat.
Pentru a avea o eficacitate sporită, un model trebuie să îndeplinească mai multe
condiții și anume:
 un model trebuie să fie fidel, adică între el și original trebuie să existe numeroase analogii
și prin urmare sugestiile făcute pe baza modelului să își păstreze valabilitatea în cazul
originalului;
 analogiile efectuate trebuie să fie funcționale;
 modelul trebuie să fie simplu.
În activitatea de predare -învățare a disciplinei chimie sunt utilizate modelar ea
similară, care are la bază modele obiectuale, substanțiale, fizice sau materiale (sfere, bețișoare
pentru reprezentarea atomilor și moleculelor, machete pentru reprezentarea diferitelor
componente ale uno instalații industriale) și modelarea prin analog ie, care folosește modele
simbolice sau ideale, cum ar fi modele grafice, modele matematice sau modele logice.
Modelarea similară
Această metodă are la bază utilizarea unor modele materiale, numite și substanțiale
sau obiectuale, fizice sau concrete, tehn ice sau concrete.
Modelele similare reproduc sistemul original și anume forma exterioară și structura internă a
acestuia, pentru a -l face accesibil studiului.
Modelarea similară este fundamentată pe teoria similitudinii, care presupune
folosirea unor obie cte izomorfe, de diferite tipuri și grade de simplificare și schematizare.
Unele modele obiectuale reproduc originalul cu o mai mare fidelitate, dar la o scară
mult mai mică, cum ar fi machetele unor componente ale instalațiilor industriale sau
machetele unor instalații.
Modelele materiale sunt frecvent utilizate în studiul disciplinei chimie, facilitând
învățarea, înțelegerea unor noțiuni, concepte sau fenomene mai greu accesibile.
Utilizarea metodei modelării similare în studiul chimiei presupune preze ntarea
modelului material într -o primă fază și apoi se realizează trecerea pe modelul ideal,
dezvoltând astfel flexibilitatea gândirii elevilor. Pentru reprezentarea structurii unor substanțe
se pot folosi sfere – pentru reprezentarea atomilor sau ionilor – și bețișoare – pentru
reprezentarea legăturilor dintre particule – respectându -se un cod al culorilor pentru atomii

65
diferitelor elemente. Aceste modele sunt de diferite tipuri și pot oferi informații esențiale în
ceea ce privește structura substanței stu diate: pot sugera natura interacțiunilor între particulele
unei molecule organice, orientarea atomilor, tipul de hibridizare, unghiul dintre legături.
Modelarea prin analogie
Metodele didactice bazate pe modelarea prin analogie utilizează modelele ideale,
denumite și teoretice sau simbolice, modele alcătuite din simboluri și semne intuitive,
asemănarea între model și original fiind una de tip esențial.
Un model teoretic este o reprezentare imaginară a originalului, cu o semnificație
diferită de forma sa p erceptibilă.
Modelarea prin analogie folosește modele grafice, denumite și figurale sau
configurale, modele matematice și modele logice.
Modelele grafice pot reda într -o formă simplificată anumite obiecte și fenomene,
care pot obiectiva raporturi structu rale, pot caracteriza o idee, un principiu sau o teorie. O
reprezentare grafică este o abstractizare, o generalizare ce facilitează explorarea relațiilor
cantitative care stau la baza fenomenelor studiate.
Modelele grafice utilizate în predarea -învățarea disciplinei chimie pot fi simboluri
chimice, formelele procentuale, brute și moleculare, formule structurale de diverse tipuri
(formule plane obișnuite, formule de proiecție, de configurație sau de conformație),
reprezentări grafice, scheme tehnologice. El e se pot reprezenta sub diverse forme, cum ar fi
desene pe hârtie, tablă, planșe, folii sau în diferite platforme virtuale (e -Școala, e -Chimie, Ael
etc.).
Modelele matematice exprimă un raport, o lege formulată în termeni matematici, cu
posibilitatea apli cării în studiul diferitelor fenomene care se petrec în natură. Din această
categorie fac parte formulele chimice, ecuațiile reacțiilor chimice, legile electrolizei, legile
gazelor, ecuații matematice simple sau de calcul diferențial sau integral.
Modelel e logice, denumite și propoziționale, reprezintă anumite raporturi sau relații
care se pot stabili între diferite obiecte și fenomene studiate, printr -o succesiune logică de
propoziții, contribuind astfel la cunoașterea acestora. În această categorie se în cadrează relația
dintre configurația electronică a atomului unui element chimic și poziția acestuia în tabelul
periodic, dar și relația dintre structura și proprietățile unei substanțe chimice.
Metodele bazate pe modelare însoțesc în studiul chimiei metod e precum
demonstrația sau rezolvarea de exerciții și probleme, asigurând în acest fel un suport concret –

66
senzorial procesului de învățământ. Demonstrația se poate realiza prin prezentarea directă,
nemijlocită a realității sau prin intermediul modelelor.
5.4.2. Experimentul de laborator
Experimentul de laborator reprezintă o metodă didactică de organizare și realizare a
activităților practice, menită să faciliteze deducerea unor informații teoretice, respectiv
concretizarea, verificarea, aprofundarea și consolidare a cunoștințelor și deprinderilor motorii,
în vederea pregătirii elevilor pentru integrarea socio -profesională.
Principalele trăsături caracteristice metodei experimentului de laborator sunt:
 este o metodă fundamentală în activitatea de predare -învățare a disciplinei chimie;
 reprezintă o observare provocată, elevii fiind puși în situația de a concepe și de a practica
un anumit gen de operații, cu scopul de a observa, de a studia, dovedi, verifica și măsura
rezultatele;
 reprezintă o provocare intenționată a unui fenomen, în condiții controlate, în scopul de a
observa un anumit comportament, de a studia anumite raporturi sau relații, de a descoperi
anumite legi care guvernează fenomenul studiat, de a verifica anumite ipoteze;
 este atât metodă de investigație, cât și metodă de învățare, fiind conceput în concordanță cu
principiile didacticii moderne.
În organizarea și efectuarea unui experiment sunt urmate cele trei trepte ierarhice ale
învățării. În faza operațiile concrete elevul este condus de la observarea unor fenomene
chimice pe baza demonstrației, la observarea lor prin activitate proprie; în faza operațiilor
formale elevul este pus în situația de a verifica și aplica în practică fenomenul studiat, iar în
faza operațiilor sintetice elevul se află în situa ția de a interpreta fenomenul studiat.
Activitățile de preda -învățare centrate pe experimentul de laborator pot fi integrate în
diferite etape ale unei lecții și pot fi organizate diferențiat.
Formularea sarcinilor concrete necesare în efectuarea unui e xperiment de laborator
ridică o serie de probleme legate de scopuri ale învățării, accesibilitatea la învățare, conținutul
învățării, locul în procesul de învățare sau corelarea cu alte metode de predare -învățare.
Efectuarea unui experiment de laborator i mplică existența a trei categorii de
comportament și anume: comportamente anticipative, de pregătire a experimentului,
comportamente efective, de realizare a experimentului și comportamente evaluative, de
analiză și interpretare a rezultatelor experimentul ui.
În efectuarea unui experiment de laborator se impune parcurgerea a trei etape
obligatorii. În etapa pregătitoare are loc inițierea elevului în problema experimentului

67
stabilirea motivației teoretice, a condițiilor materiale, se formulează o serie de i poteze și se
stabilește ordinea operațiilor ce urmează a fi efectuate. Realizarea experimentului, observarea
directă a fenomenului și interpretarea observațiilor alcătuiesct cea de a doua etapă, etapa de
efectuare. În etapa de evaluare sunt formulate concl uziile, pe baza observațiilor făcute și sunt
comparate cu ipotezele.
În funcție de locul ocupat în ierarhia învățării, experimentele de laborator pot fi
reproductive sau productiv -creative și de cercetare. În cadrul unui experiment reproductiv
demonstrați a se reproduce după un program stabilit anterior, fiind indicate atât observațiile,
dar și concluzia la care trebuie să se ajungă. Majoritatea experimentelor efectuate în cadrul
lecțiilor de chimie au caracter reproductiv și pot fi integrate în orice momen t al lecției.
Experimentele productiv -creative și de cercetare sunt efectuate în cadru problematizat, în care
ies în evidență capacități operaționale la nivel superior. Din această categorie fac parte
experimenetele efectaute cu scopul de a deduce o lege s au regulă, respectiv experimentele de
cercetare. Desfășurarea și efectuarea unui astfel de experiment, în comparație cu alte tipuri d e
experimente de laborator, prezintă un caracter mai complex. Principalele etape în desfășurarea
unui experiment productiv -creativ și de cercetare sunt etapa pregătitoare, când este creată
motivația, este formulată problema, se formulează o ipoteză și se elaborează sisteme
experimentale, etapa de efectuare, constând în desfășurarea experimentului și etapa de
evaluare, în care are loc organizarea observațiilor, discutarea procedeelor utilizate și
asimilarea unor noi cunoștințe, apoi prelucrarea datelor, formularea concluziilor, verificarea
rezultatelor și aplicarea cunoștințelor în rezolvarea de aplicații. [5]
În funcție de gr adul de participare a elevilor, se întâlnesc experimente demonstrative
și experimente frontale. Experimentele demonstrative sunt efectuate de profesor sau de o
grupă de elevi și sunt efectuate prin parcurgerea mai multor etape: în etapa pregătitoare se
construiește motivația demonstrației și orientarea atenției spre ceea ce este esențial, în etapa
de efectuare are loc desfășurarea experimentului, iar în etapa de evaluare se stabilesc și se
interpretează observațiile și se formulează concluziile.
Experiment ul frontal poate fi efectuat de elevi, individual sau pe grupe. Prin efectuarea unui
astfel de experiment, elevul are posibilitatea de a participa la în mod direct la perceperea
fenomenului studiat, la cunoașterea proprietăților substanțelor studiate, reuș ind astfel să
sesizeze, să deducă utilizările acestora în practică.
După criteriul capacității umane, experimentele de laborator pot fi clasificate în
experimente pentru formarea și dezvoltarea deprinderilor motorii și experimente pentru
formarea și dezvo ltarea deprinderilor intelectuale. Din această categorie fac parte

68
experimentele pentru formarea și dezvoltarea unor deprinderi în lucrul cu ustensile de
laborator sau în domeniul analizei calitative sau cantitative, experimente pentru învățarea
unor noți uni și concepte, pentru stabilirea și verificarea unor reguli sau pentru rezolvarea de
probleme, cum ar fi cele legate de nitrarea sau sulfonarea benzenului, respectiv de rezolvare a
unor probleme de calcul pe baza unor tabele care conțin date experimental e. [5]
În funcție de locul ocupat în cadrul lecției, experimentele de laborator pot fi utilizate
pentru stimularea interesului pentru noile cunoștințe, acumularea de noi cunoștințe,
aprofundarea sau extinderea cunoștințelor, fixarea sau evaluarea acestora .
5.4.3. Rezolv area de exerciții și probleme
Metoda rezolvării de exerciții și probleme este o metodă de comunicare orală bazată
pe acțiune, care constă în efectuarea repetată și sistematică a unor operații și activități, în
scopul formării unor priceperi și dep rinderi, precum și al consolidării acestora.
Principalele caracteristici ale acestei metode sunt:
 poate fi utilizată atât pentru formarea, consolidarea și dezvoltarea deprinderilor motorii, cât
și a celor intelectuale;
 utilizează operativitatea gândirii, provocând elevii la „exerciții” de gândire, ajungându -se
la formarea unor priceperi și deprinderi prin activitate individuală: deprinderi de calcul,
priceperi de a rezolva probleme, capacitatea de a demonstra relații fundamentale caracteristice
proceselor chimice.
Exercițiile utilizate în studiul chimiei pot fi clasificate după mai multe criterii. Astfel,
după funcțiile pe care le îndeplinesc, se întâlnesc exerciții introductive, de observare, de
operaționalizare, de consolidare, de dezvoltare sau de evalu are. După gradul de independență
a elevilor, există exerciții libere și exerciții dirijate, iar după sarcina didactică se întâlnesc
exerciții dificile și exerciții ușoare.
Desfășurarea unui exercițiu presupune parcurgerea mai multor etape și anume:
profes orul comunică elevilor scopul exercițiului și importanța lui în formarea și dezvoltarea
unor deprinderi, capacități, atitudini sau în consolidarea cunoștințelor; în următoarea etapă
profesorul explică în ce constă exercițiul, explicațiile fiind însoțite de demonstrații; elevii
efectuează exercițiul, fiind corectați de către profesor, pe parcursul activității de rezolvare;
corectitudinea efectuării exercițiului este evaluată de profesor, împreună cu elevii,
verificându -se în același timp și formarea, dezvolt area unei deprinderi, priceperi sau abilități.
Exercițiile utilizate în activitatea de predare -învățare a disciplinei chimie trebuie să
răspundă mai multor cerințe pedagogice și anume: elevii trebuie să aibă cunoștințele teoretice

69
necesare pentru rezolvar ea exercițiului; trebuie respectată succesiunea etapelor în rezolvarea
unui exercițiu; în activitatea de rezolvare de exerciții, întotdeauna se pornește de la rezolvarea
unor exerciții simple și se ajunge la exerciții de complexitate ridicată; exercițiul t rebuie să
prezinte un caractere activ -participativ și să -și atingă scopul, în sensul consolidării și fixării
cunoștințelor; exercițiul trebuie să prezinte elemente de noutate și diversitate, pentru a trezi și
menține interesul și spiritul creativ al elevil or; lucrările de laborator să fie însoțite de o
îndrumare de specialitate continuă, menită să orienteze activitatea elevilor și să le formeze
spiritul critic și autocritic; pot fi utilizate și elemente caracteristice altor metode didactice cum
ar fi modela rea, descoperirea, brainstormingul, pentru a spori eficiența instructiv evaluativă a
exercițiului.
În funcție de scopul urmărit în lecția de chimie, exercițiile utilizate pot fi pentru
însușirea limbajului chimic, pentru fixarea și consolidarea cunoștințe lor, cum ar fi exerciții de
denumire a substanțelor, pe baza formulelor chimice, exerciții de clasificare a substanțelor,
după diferite criterii, exerciții de scriere a formulelor și simbolurilor, de stabilire a numerelor
de oxidare și a coeficienților sto echiometrici, de modelare a ecuațiilor reacțiilor chimice și
exerciții pentru dobândirea, consolidarea și fixarea unor cunoștințe și deprinderi practice de
lucru în laborator, cum ar fi exerciții de lucru cu aparatură, ustensile și reactivi de laborator
sau exerciții de montare a unor instalații.
Rezolvarea de probleme, utilizată ca metodă de predare -învățare a disciplinei chimie,
are în vedere formarea unor capacități de corelare a unor noțiuni și factori, de a transfera
cunoștințele, de a formula ipoteze , de a stabili concluzii și de a generaliza. În conceperea și
formularea unei probleme de chimie se urmărește cuprinderea unor aspecte esențiale de ordin
calitativ și cantitativ a fenomenelor chimice studiate într -o formă cât mai concisă, înțelegerea
cât m ai clară a relațiilor dintre structura și proprietățile substanțelor studiate, se are în vedere,
de asemenea, dezvoltarea unui sistem de gândire chimică, bazat pe raporturile dintre diferitele
transformări chimice și legile care le guvernează, înțelegerea relațiilor dintre noțiunile fizice,
chimice și matematice.
Problemele de chimie pot fi rezolvate pe cale orală, practică sau scrisă și pot fi
clasificate în probleme -întrebări, care sunt prezente sub forma unor întrebări cu răspuns scurt
sau scheme proble matizate, probleme de calcul și probeme practice.
Metodica rezolvării problemelor de chimie, în special a problemelor de calcul,
necesită adoptarea unui algoritm general de rezolvare, constând în parcurgerea următoarelor
etape:

70
 citirea enunțului problemei , scrierea datelor problemei: se scriu datele care se cunosc și
apoi se stabilesc necunoscutele;
 încadrarea problemei în teorii cunoscute, pentru ca elevii să înțeleagă enunțul;
 realizarea unor idei ancora, reamintirea unor noțiuni teoretice;
 scrierea ecua țiilor reacțiilor chimice, dacă este cazul;
 alegerea formulelor de calcul necesare, precum și a metodelor de rezolvare;
 selectarea noțiunilor ajutătoare;
 rezolvarea problemei, utilizând metoda cea mai simplă;
 analiza rezultatelor, adică verificarea concord anței dintre acestea și datele problemei,
respectiv cu legile chimiei și utilizarea unei noi metode de rezolvare, dacă este cazul;
 interpretarea chimică a rezultatelor și accentuarea uneia dintre soluțiile de rezolvare;
 redactarea răspunsului.
În concluzi e, metoda rezolvării de exerciții și probleme reprezintă un mijloc de
fixare, verificare și consolidare a cunoștințelor și deprinderilor, fiind folosită concomitent cu
alte metode sau procedee de predare -învățare, cum ar fi modelarea, demonstrația,
experim entul de laborator, activitatea cu fișele sau algoritmizarea.
5.4.4. Algoritmiz area
Metoda algoritmizării este o metodă didactică de predare -învățare cu ajutorul căreia
cunoștințele se achiziționează prin parcurgerea succesivă a unor etape, la capătul cărora se
ajunge la rezultatul dorit, la soluția unei probleme.
Algoritmul este succesiune de operații, care se desfășoară întotdeauna în aceeași
ordine, cu strictețe bine stabilită și care conduce în final la rezolvarea unei probleme sau
sarcină concretă de acela și tip. [5]
În eleborarea unui algoritm operațional se parcurg următoarele etape:
 analiza procesului, a problemei, a fenomenului de studiat;
 descompunerea acestuia în operații simple;
 stabilirea unei succesiuni optime a acestor operații;
 verificarea, expe rimentală sau mintală, a concordanței dintre gradul de dificultate a
operațiilor și nivelul de pregătire a elevilor;
 definirea listei de operații și a etapelor de realizare;
 aplicarea algoritmului stabilit, în rezolvarea unui anumit tip de probleme;
 corect area algoritmului, după aplicări repetate.

71
În lecțiile de chimie sunt utilizate mai multe tipuri de algoritmi: algoritmi de
recunoaștere, de identificare, de prezentare a unor reguli de identificare a unui anumit tip de
probleme sau de prezentare a unui g rup de proprietăți, prin intermediul cărora pot fi
identificate anumite categorii de substanțe și fenomene chimice, respectiv algoritmi de
rezolvare a problemelor, prezenți sub forma unor scheme de rezolvare a unor probleme de
chimie de diferite tipuri.
Construirea unui algoritm de recunoaștere presupune parcurgerea următoarelor etape:
 se identifică trăsăturile caracteristice, necesare și suficiente, pe baza cărora se poate efectua
recunoașterea unui obiect, a unui fenomen;
 se stabilesc legăturile logice d intre trăsăturile identificate;
 se stabilește ordinea de verificare a trăsăturilor caracteristice;
 elaborarea algoritmului, într -o formă ușor de aplicat.
Din categoria algoritmilor de rezolvare fac parte algoritmii de rezolvare pe baza
ecuațiilor chimice, algoritmi sub forma unor reguli de calcul, algoritmi sub forma unui model
sau schemă de desfășurare a unui raționament logic sau algoritmi sub forma unor instrucțiuni
pentru elaborarea unor lucrări practice.
Algoritmii de rezolvare a problemelor pe baza ecuațiilor chimice implică, în general,
parcurgerea următoarelor etape: scrierea datelor problemei, scrierea ecuațiilor reacțiilor
chimice, exprimarea cantităților de produși și reactanți în mol sau grame, sublinierea
substanțelor care vor intra în calcule , stabilirea proporțiilor din care se va determina
necunoscuta, determinarea necunoscutei.
Algoritmii sub forma unor reguli de calcul se întâlnesc sub mai multe forme:
algoritmi pentru stabilirea formulei moleculare a unui compus organic, pe baza rezultat elor
analizei elementare, algoritmi pentru stabilirea formulei chimice a unor compuși anorganici,
algoritmi pentru stabilirea coeficienților redox.
Din categoria algoritmilor sub formă de modele sau scheme de desfășurare a unui
raționament logic fac parte algoritmii de caracterizare a unui element chimic, pe baza
configurației electrinice.
Utilizarea algoritmilor în lecțiile de chimie prezintă o serie de avantaje, cum ar fi
evitarea căutărilor inutile și a erorilor, efectuarea unei importante economisiri de timp,
creșterea gradului de siguranță în rezolvarea problemelor, formarea unor deprinderi
intelectuale și practice trainice, esențializarea și structurarea conținutului instruirii, activitatea
profesorului și elevilor sunt mai bine organizate și structu rate.

72
Metoda algoritmizării prezintă unele limite, și anume că, în cazul unor utilizări
excesive, poate conduce la o anumită uniformitate în gândire și la tendința de a forța
rezolvarea unor probleme mai complexe, respectiv faptul că metoda nu se poate ap lica în
orice situația, ci doar atunci când fenomenul sau probema studiată poate fi descompusă în
operații care se pot rezolva în etape succesive.
5.4.5. Investigați a
Metoda investigației este o metodă de tip activ -participativ, care presupune definirea
unei sar cini de lucru, cu instrucțiuni bine stabilite, înțelegerea acesteia înainte de rezolvarea
propriu -zisă, prin care elevul demonstrează și exersează o gamă largă de cunoștințe și
capacități, în contexte variate.
Metoda investigației prezintă o serie de trăs ături caracteristice și anume: oferă elevului
posibilitatea de a aplica în mod creativ cunoștințele însușite, în situații noi și variate; elevul
are posibilitatea de a se implica activ în procesul de învățare; stimulează inițiativa elevilor de
a lua decizi i, oferind un nivel de înțelegere mai profundă asupra fenomenului studiat și
motivând elevii în realizarea activităților propuse; modul de abordare a acestei metode
depinde de abilitățile pe care le solicită din partea elevilor; gradul de libertate pe care îl poate
oferi un demers investigativ depinde și de nevoile și interesele manifestate de elevi, de
experiențele lor anterioare; metoda poate fi aplicată individual sau pe grupe de elevi, iar prin
valențele ei formative deservește atât activitatea de preda re, învățare, dar și de evaluare;
aprecierea modului de realizare a investigației este una de tip holistic.
În realizarea unui demers investigativ, profesorul trebuie să aibe în vedere mai multe
aspecte și anume: așteptările pe care le are de la elevi, cu noștințele sau noțiunile pe care le vor
aplica elevii în demersul investigativ, tipul de deprinderi și abilități care vor fi exersate de
elevi, nivelul de înțelegere la care se va plasa demersul investigativ, care vor fi rezultatele
învățării în urma unui astfel de demers și cum vor fi ele apreciate.
În activitățile de predare -învățare realizate pe baza investigației pot fi urmărite o serie
de aspecte esențiale precum înțelegerea și clarificarea sarcinii de lucru, identificarea
procedeelor pentru obținerea informațiilor necesare, colectarea și organizarea datelor, a
informațiilor necesare, formularea și testarea unor ipoteze de lucru, schimbarea modului de
lucru și a metodelor de colectare a datelor, respectiv colectarea altor date, dacă acest lucru se
impu ne, motivarea alegerii metodelor folosite în investigație, prezentarea unui scurt raport ce
cuprinde rezultatele investigației.

73
Etapele esențiale în realizarea unui demers investigativ (Fairbrother, 1992) sunt:
definirea problemei, alegerea unei metodolog ii adecvate și identificarea soluțiilor.
În organizarea unei activități centrate pe metoda investigației trebuie să se țină cont de
o serie de factori și anume natura și scopul investigației, integrarea investigației ca parte
componentă a lecției sau ca a ctivitate în sine, modul în care elevii sunt obișnuiți să lucreze în
clasă.
Lecțiile structurate pe metoda investigației presupun parcurgerea mai multor etape și
anume: concentrarea asupra problemei de investigat, explorarea posibilităților de rezolvare a
problemei, prezentarea rezultatelor obținute, consolidarea cunoștințelor presupuse a fi
necesare în realizarea investigației, valorificarea ideilor elevilor și a demersurilor convergente
în identificarea soluțiilor și, în final, interpretarea rezultatelor obținute, într -o abordare
interdisciplinară, dar și în legătură cu viața cotidiană.
Metoda investigației poate pune în valoare o serie de calități personale ale elevilor,
cum ar fi creativitatea și inițiativa, cooperarea și participarea la lucrul în echi pă, rolul de lider
în cadrul grupului, constanța și concentrarea atenției, perseverența, flexibilitatea gândirii și
deschiderea către noi idei, capacitatea de a generaliza.
Utilizarea metodei investigației în lecția de chimie poate fi plasată la diferite niveluri
de deschidere, în funcție de abilitățile și competențele solicitate din partea elevilor.
5.4.6. Activitatea în afara orelor de curs. Cercul de chimie
Cercul de chimie reprezintă o formă de completare a activității didactice la clasă și
trebuie organizat în strânsă legătură cu activitatea de la clasă. Activitatea în cadrul unui cerc
de chimie este una specifică și urmărește ridicarea pe o treaptă valorică superioară a lucrului
cu elevii.
Funcțiile didactice ale cercului de chimie pot fi discutate din dou ă puncte de vedere
și anume: din punct de vedere formativ, activitățile din cadrul cercurilor de chimie modelează
aptitudinile elevilor, stimulează creativitatea acestora, dezvoltă deprinderile de muncă
independentă, le dezvoltă capacitatea de a argumenta răspunsurile date, respectiv flexibilitatea
gândirii în schimbul de idei; din punct de vedere al comportamentului psiho -social, astfel de
activități contribuie la crearea și dezvoltarea spiritului de lucru în echipă, în vederea stabilirii
de strategii potr ivite în rezolvarea problemelor propuse, dezvoltarea capacității de a se implica
în schimburile de idei. [6]
În organizarea cercurilor de chimie, din punct de vedere didactic se impune stabilirea
unui scop concret al activităților, precum și o bună organi zare metodică a acestuia. Stabilirea

74
unui scop concret al activităților din cadrul cercului de chimie se realizează prin conținutul
temelor alese, iar conținutul este stabilit în funcție de nivelul de pregătire intelectuală a
elevilor, respectiv de nivelul de cunoștințe acumulate de aceștia.
Elevii participanți la un cerc de chimie sunt selectați în funcție de potențialul lor
intelectual, de interesele, opțiunile și aptitudinile lor, factori care contribuie la atingerea
scopului urmărit.
Cercurile de chim ie pot fi organizate în diferite moduri din punct de vedere metodic,
dar întotdeauna cu rigurozitate științifică și parcurgând câteva etape obligatorii:
 alegerea temei, care se poate stabili împreună cu elevii, modalitate mai stimulativă pentru
elevi sau i mpusă de profesor;
 organizarea cercului, prin alegerea unui colectiv de chimie, responzabilizând astfel elevii;
 stabilirea tematicii și a bibliografiei, elevii beneficiind astfel de o viziune de ansamblu
asupra cativității din cadrul cercului și având posi bilitatea de a se documenta din timp; în
acest fel se dezvoltă la elevi dorința, interesul pentru noi cunoștințe, respectiv dorința de a
acționa din perspectiva interdisciplinarității;
 gruparea elevilor în echipe de 3 -4 membri și repartizarea unor sarcini individuale fiecăreia,
pentru finalizarea scopului propus;
 stabilirea unui orar al activităților cercului, precum și a modului de lucru din cadrul
acestuia.
În timpul activităților din cadrul cercului de chimie, accentul trebuie pus pe efortul
individual și de echipă al elevilor, rolul profesorului fiind unul de îndrumare, control și
evaluare critică și obiectivă a rezultatelor activității intelectuale a elevilor.
În funcție de nivelul de pregătire intelectuală a elevilor, precum și de experiența
acestora în cadrul cercurilor de chimie, gradul de intervenție a profesorului va fi din ce în ce
mai scăzut, ajungându -se ca elevii să organizeze singuri activități din cadrul cercului, pe baza
unei teme, a unui plan de desfășurare a activităților și a unei bibliografii adecvate.
Tematica cercurilor de chimie poate fi una extrem de diversificată, iar metoda
didactică de bază este învățarea programată, alături de metode precum problematizarea,
rezolvarea de excerciții și probleme, modelarea sau experimentul de laborator. [6]
Învățarea programată este o metodă didactică de tip algoritmic care constă în
împărțirea materialului de studiu pe unități care vor putea fi asimilate dintr -o dată, punând
elevului probleme și cerându -i o activitate îndreptată spre rezolvarea lor. [5]

75

Capitolul 6. FORME DE ORGANIZARE A ACTIVITĂȚII DE
PREDARE -ÎNVĂȚARE LA TEMA: SUBSTITUȚIA ELECTROFILĂ
AROMATICĂ
6.1. Activități de predare -învățare bazate pe modelare
6.1.1. Secvență din c adrul lecției “Proprietăți chimice ale arenelor. Reacții de
substituție la nucleu”
Clasa a X -a
Tipul lecției: fixare și consolidare a cunoștințelor.
Tipul activității: activitate pe grupe .
Locul de desfășurare: laboratorul de chimie.
Competențe specifice v izate:
C1: utilizarea unui limbaj chimic adecvat, în contexte variate;
C2: modelarea structurilor substanțelor întâlnite, folosind simboluri și formule chimice;
C3: reprezentarea ecuațiilor reacțiilor chimice studiate, folosind simboluri și formule chimice ;
C4: dezvoltarea capacității de a formula anumite concluzii, în urma reprezentării ecuațiilor
chimice studiate.
Obiective operaționale. La sfârșitul lecției, elevii trebuie:
O1: să modeleze corect formulele plane ale compușilor organici studiați;
O2: să m odeleze corect ecuațiile reacțiilor chimice studiate;
O3: să denumească corect compușilor organici studiați;
O4: să utilizeze un limbaj chimic corect.
Metode didactice utilizate: conversația, explicația, modelarea.
Mijloace și materiale didactice utilizate : fișe de lucru.
Sarcina elevilor: rezolvarea cerințelor din fișa de lucru.
Conținutul fișei de lucru:
Exercițiul I
Denumiți și clasificați următoarele substanțe:
a)
CH3CH2CH3
b)
CH3CH CH2 c)

76
Exercițiul II
Preciza ți tipul reacțiilor chimice specifice compușilor de la exercițiul I
Exercițiul III
Modelați formulele plane de structură pentru următorii compuși:
a) naftalen
b) antracen
c) nitrobenzen
Exercițiul IV
Modelați ecuațiile următoarelor reacții, folosind simboluri și fo rmula chimice, precizând
natura substituenților din molecula substratului:
a) monoclorurarea catalitică a toluenului;
b) reacția nitrobenzenului cu clorură de metil;
c) mononitrarea stirenului.
Exercițiul V
Explicați semnificația noțiunii de reactant electrofil, pr ecizând două exemple.
Rezolvarea fișei de lucru:
Exercițiul I
a)
CH3CH2CH3 – propan, alcan (hidrocarbură saturată aciclică);
b)
CH3CH CH2 – propenă, alchenă (hidrocarbură nesaturată aciclică);
c)
– benzen (hidrocarbu ră aromatică mononucleară simplă).
Exercițiul II
a) alcanii – reacții de substituție;
b) alchenele – reacții de adiție;
c) arenele – reacții de substituție.
Exercițiul III
Modelați formulele plane de structură pentru următorii compuși:
naftalen
;
antracen
;
nitrobenzen
NO2
.

77
Exercițiul IV
a) monoclorurarea catalitică a toluenului:
CH3
Cl2FeCl3CH3
ClCH3
Cl+ + +HCl
toluen o-clorotoluen p-clorotoluen

– gruparea (radicalul) –CH 3 (metil) este substituent de ordinul I.
b) reacția nitrobenzenului cu clorură de metil:
NO2
CH3-ClAlCl3NO2
CH3+ + HCl
nitrobenzen m-nitrotoluen clorometan

– gruparea –NO 2 este substituent de ordinul II.
c) mononitrarea stirenului:
CH CH2
HNO3H2SO4CH CH2
NO2CH CH2
NO2+ + + H2O
p-nitrostiren o-nitrostiren stiren

– gruparea (radicalul) –CH 2 – CH 2 este substituent de ordinul I.
Exercițiul V
Explicați semnificația noțiunii de reactant elect rofil, precizând două exemple.
Reactanții electrofil sunt particule (ioni pozitivi sau molecule deficitare în electroni), care
manifestă atracție pentru electronii din nucleul aromatic, de exemplu –R+ sau
.
6.1.2. Secvență din cadrul lecției “Reacția de nitrare”
Clasa a XI -a
Tipul activității: activitate individuală și frontală
Locul de desfășurare: laboratorul de chimie
Competențe specifice vizate:
C1: utilizarea unui limbaj chimic adecvat, în contexte variate
C2: descrierea comportamentului chimic a l substanțelor studiate, prin modelarea ecuațiilor
reacțiilor la ca care participă
C3: identificarea unor proprietăți chimice ale compușilor studiați, pe baza structurii lor
chimice

78
C4: corelarea utilizărilor compușilor studiați cu proprietățile lor.
Obiec tive operaționale. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să utilizeze un limbaj chimic corect
O3: să descrie modul de desfășurarea a reacțiilor la derivații substituiți ai arenelor
O3: să modeleze formulele plane ale compușilor studiați
O4: să mode leze ecuațiile reacțiilor chimice ale compușilor studiați.
Metode didactice utilizate:explicația, modelarea, descoperirea, problematizarea, conversația.
Materiale didactice folosite: videoproiector, manual, prezentarea PowerPoint.
Rolul profesorului:
– transmite informația;
– explică informațiile furnizate;
– trasează sarcini de lucru elevilor, dirijând procesul de învățare.
Rolul elevilor
– notează informațiile în caiete;
– rezolvă sarcinile de lucru solicitate de profesor.
Conținutul secvenței:
Momentul 1
A) Pe baza cunoștințelor din clasa a X -a, modelați ecuațiile următoarelor reacții
chimice:
a) mononitrarea benzenului;
b) trinitrarea toluenului.
B) Precizați condițiile de reacție în cazul procesului de nitrare la hidrocarburile
aromatice.
C) Definiți reacția de nitrare.
Rezolvare:
A) a) mononitrarea benzenului
HNO3H2SO4NO2
+ + H2O
benzen nitrobenzen

b) trinitrarea toluenului
CH3
HNO3CH3
NO2
CH3O2N
+H2SO4+ 3H2O
toluen 2,4,6-trinitrotoluen

79
B) Nitrarea hidrocarburilor aromatice se realizează cu amestec sulfonitric sau nitrant,
alcătuit din soluții concentrate de HNO 3 și H 2SO 4.
C) Reacția de nitrare reprezintă procesul chimic în urma căruia atomi de H de la
nucleul aromatic, cu grupări nitro, -NO 2.
Momentul 2
Elevii notează definiția reacției de nitrare în caiete, respectiv schema generală a
reacției de nitrar e.
Ar-H HO-NO2H2SO4Ar-NO2 + +H2O
hidrocarburã
aromaticãnitroderivat
aromatic

Momentul 3
Substituenții existenți pe nucleul aromatic orientează procesul de substituție ulterior.
Precizați, foloosind exemple, cum este orientată substituția la nucleul aromatic al derivaților
substituiți ai benzenului.
Răspuns
Substituenții existenți pe nucleu se clasifică în substituenți de ordinul I, care orientează
următoarea substituție în pozițiile orto și para, de exemplu –R (alchil), -X (halogeno), -NH 2
(amino), -OH (hidroxo) și substituenți de ordinul II, care orienteaz ă următorul proces de
substituție în poziția meta, de exemplu –COOH (carboxil), -NO 2 (nitro), C=O (carbonil), –
SO 3H (gruparea sulfonică), -CN (nitril).
Momentul 4
Modelați, folosind simboluri și formule chimice, ecuațiile următoarelor reacții chimice:
a) mononitrarea toluenului;
b) trinitrarea fenolului;
c) mononitrarea acidului benzensulfonic .
Rezolvare
a)
CH3
HNO3H2SO4CH3
NO2CH3
NO2+ + + H2O
toluen o-nitrotoluen p-nitrotoluen
b)
OH OH
NO2
NO2O2N
+3H2O3HNO3 +
fenol acid picric

80
Informație: Fenolul reacționează și cu HNO 3 diluat, deoarece gruparea –OH activează
puternic nucleul ar omatic.
c)
SO3H SO3H
NO2+H2OH2SO4 +
acid benzensulfonic acid m-nitrobenzensulfonic
Informație: Produșii de nitrare ai compușilor aromatici sunt utilizați la obținerea aminelor
primare, a intermediarilor din industria coloranților, în domeniul substanțelor explozive. [ 20]
Momentul 5
Cum se poate sintetiza 3,5-dinitroclorobenzenul din benzen. Indicați reactanții utilizați.
Modelați ecuațiile reacțiilor chimice.
Rezolvare:
NO2Cl
NO2Cl2/FeCl3Cl
NO2O2N+
nitrobenzenHNO3H2SO4 +
-H2OHNO3H2SO4 +
-H2O
m-cloronitrobenzen 1,3-dinitro-5-clorobenzen

6.1.3. Secvență din cadrul lecției “Proprietăți chimice ale arenelor”
Clasa a X -a
Tipul lecției: însușire de noi cunoștin țe.
Locul de desfășurare: laboratorul de chimie.
Durata: 2 ore
Activitate: individuală, frontală.
Metode didactice: modelarea, învățarea asistată de calculator, explicația, conversația.
Competențe specifice vizate:
C1: utilizarea unui limbaj chimic corect, în enunțuri adecvate;
C2: corelarea structurii substanțelor studiate cu a proprietăților lor;
C3: modelarea formulelor plane ale compușilor studiați;
C4: corelarea utilizărilor compușilor studiați, cu proprietățile lor.
Obiective operaționale. La sfârșitu l activității, elevii trebuie:
O1: să scrie corect formulele compușilor organici întâlniți;
O2: să utilizeze un limbaj chimic adecvat;
O3: să modeleze corect ecuațiile reacțiilor chimice;
O4: să evidențieze importanța practică a compușilor studiați, folosi nd exemple.

81
Desfășurarea activității
Moment 1
Activitate profesor:
– scrie titlul pe tablă, anunță obiectivele la nivelul clasei;
-creează clasa virtuală în programul Ael;
-solicită elevilor să definească reacția de substituție, pe baza cunoștințelor însuș ite în studiul
capitolelor anterioare.
Activitate elevi
– notează informațiile în caiete;
– se conectează la programul Ael;
-răspund solicitărilor profesorului.
Moment 2: Reacții la nucleu. Reacția de halogenare
Activitate profesor
– solicită elevilor să s tudieze informațiile din lecția virtuală, referitoare la reacția de
halogenare la nucleu;
– modelează la tablă schema generală a reacției de halogenare:
H
X-XX
HX +cat.+
benzen halogen
(Cl2, Br2, I2)derivat halogenat
aromatic
.
Activitate elevi
– studiază informațiile din pagina Ael;
– selectează informați ile, sub îndrumarea profesorului;
– notează informațiile în caiete:
În timpul reacției de halogenare la nucleu, un atom de H este înlocuit cu un atom de
halogen, rezultând derivați halogenați aromatici.
Halogenarea arenelor la nucleu are loc în prezență de catalizatori:
a) FeX 3 sau AlX 3, în cazul clorurării sau bromurării;
b) HNO 3 sau AgNO 3, în cazul iodurării.
Aplicație: Scrieți ecuațiile reacțiilor chimice de clorurare și iodurare a benzenului.
Rezolvare: Elevii rezolvă sarcina de lucru, individual pe c aiete și apoi frontal, la tablă.

82

Cl
Cl2FeCl3+ +HCl
clorobenzen
I
I2HNO3+ +
benzenHI
iodobenzen

Activitate profesor
– reamintește elevilor că naftalina prezintă două poziții de reactivitate diferită: α (1, 4, 5, 8) și
β (2, 3, 6, 7);
– solicită elevilor să modeleze ecuația reacției de clorurare a naftalinei, știind că produsul final
este 1,2,3,4 -tetracloronaftalin;
Activitate elevi
– notează ecuația reacției de clorurare catalitică a naftalinei, în caiete și la tablă;
– studiază reacția de clorurare a naftalinei în programu l Ael.
FeCl3Cl
Cl
Cl
Cl+4Cl2 +4HCl
naftalinã 1,2,3,4-tetracloronaftalinã

Moment 3: Reacția de nitrare
Activitate profesor
– trimite o nouă pagină din lecția virtuală;
– definește reacția de nitrare și scrie schema generală a reacției de nitrare la nucleul aromatic;
– precizează condițiile reacției de nitrare;
– evidențiază importanța reacției de nitare la nucleu.
Activitate elevi
– sunt atenți la indicațiile profesorului;
– notează informațiile în caiet;
– studiază informațiile din lecția virtuală;
– rezolvă sarcina de lucru propusă de profesor.
Reacția de nitrare este procesul chimic în urma căruia un atom de H de la nucleul
aromatic este înlocuit cu gruparea nitro, -NO 2, provenită dintr -o moleculă de HNO 3.

83
Nitrarea nucleului aromatic se realizează cu amestec sulfonitric (nitrant): soluții
concent rate de HNO 3 și H 2SO 4 și conduce la nitroderivați aromatici.
Ar-H HONO2Ar-NO2H2SO4+H2O +
hidrocarburã
aromaticãnitroderivat
aromatic

Nitroderivații sunt substanțe utilizate la obținerea coloranților și a explozivilor.
Aplicație: 1. Scrieți ecuația reacției de mononitrare a naftalinei, știind că se obțin e numai
derivatul α. β -nitronaftalina se obține numai prin metode indirecte.
2. Scrieți ecuația reacției de trinitrare a toluenului, când se obține un compus
utilizat ca exploziv (TNT sau trotil).
Rezolvare:
1.
HNO3H2SO4NO2
+-H2O
1-nitronaftalinã
2.
CH3
H2SO4CH3
NO2
NO2O2N
++
2,4,6-trinitrotoluen3H2O3HNO3
toluen
Moment 4: Reacția de sulfonare
Activitate profesor
– trimite o nouă pagină din lecția virtuală;
– definește reacția de sulfonare;
– scrie schema generală a reacției de sulfonare;
– precizează condițiile reacției de sulfonare;
– evidențiază importanța reacției de sulfonare.
Activitate elevi
– sunt atenți la indicațiile profesorului;
– studiază pagina din lecția virtuală;
– notează informațiile în caiete;
– rezolvă aplicațiile propuse de profesor.
Reacția de sulfonare este procesul chimic prin care un atom de H de la nucleul
aromatic este substituit cu o grupare sulfonică, -SO 3H, provenită din H 2SO 4 sau SO 3.

84
Sulfonarea se realizează cu H 2SO 4 fumans (concentrat) sau cu oleum (soluție de
H2SO 4, cu 20 – 25% SO 3 dizolvat), rezultând acizi sulfonici aromati ci.
Ar-H Ar-NO2HOSO3H +H2O +
hidrocarburã
aromaticãacid arensulfonic

Acizii sulfonici sunt intermediari în sinteza coloranților și medicamentelor.
Aplicație: 1. Scrieți ecuația reacției de monosulfonare a benzenului, știind că este un
proces reversibil.
2. Modelați ecuația reacției de monosulfo nare a naftalinei, știind că procesul
este controlată termodinamic: la 100°C se obține derivatul α, iar la 160 – 200°C rezultă
derivatul β -substituit.
Rezolvare:
1.
SO3SO3H
+120oC
benzen acid benzensulfonic
2.
SO3, H2SO4SO3H
SO3HSO3, H2SO4100oC
160oC160oCacid 1-naftalensulfonic
acid 2-naftalensulfonic
Moment 5: Reacția de alchilare
Activitate profesor
– trimite o nouă pagină din lecția virtuală;
– definește reacția de alchilare;
– scrie schema generală a procesului de alchilare, precizând condițiile de reacție;
– evidențiază importanța reacției de alchilare a arenelor.
Activitate elevi
– studia ză informațiile primite;
– notează informațiile în caiete;
– sunt atenți la indicațiile profesorului;
– răspund solicitărilor profesorului, rezolvând sarcinile de lucru propuse.

85
Reacția de alchilare constă în substituirea unui atom de H, de la nucleul aro matic, cu
un radical alchil, -R, provenit de la un derivat halogenat (R -X), alchene (C nH2n) sau alcooli
(R-OH).
Procesul se mai numește alchilare Friedel -Crafts și conduce la formarea alchil –
benzenilor (arene cu catene laterale).
Alchilarea arenelor se r ealizează în prezența catalizatorilor (AlX 3 anhidră, AlX 3
umedă, H 2SO 4 sau catalizatori zeolitici).
Ar-H R-XAlX3
Ar-R + + HX
hidrocarburã
aromaticãderivat
halogenatalchil-benzen

Ar-HH2SO4
+
hidrocarburã
aromaticãderivat
halogenatalchil-benzenCnH2n Ar-CnH2n-1

Ar-H R-OHAlX3
Ar-R + + H2O
hidrocarburã
aromaticãalcool alchil-benzen

Reacția de alchilare Friedel -Crafts este utilizată, în principal, la obținerea arenelo r cu
catenă laterală (alchil -benzeni).
Aplicație. Modelați ecuațiile următoarelor reacții de alchilare a benzenului cu:
a) clorometan (AlCl 3);
b) propenă (H 2SO 4);
c) etanol (H 2SO 4). Denumiți produșii de reacție.
Rezolvare
a)
CH3-ClAlCl3CH3
+ +HCl
metilbenzen
(toluen)
b)
CHCH3CH3
CH2CH CH3H2SO4
+ +HCl
izopropilbenzen
(cumen)
c)
CH2
CH3
CH3CH2OHH2SO4
+ +H2O
etilbenzen
Observație: Cumenul prezintă importanță deosebită, deoarece este utilizat în sinteza fenolului.

86

CHCH3CH3
O2CCH3CH3OOH
H2SO4OH
CH3CCH3
O+120oC
+
cumen hidroperoxid de cumen fenol acetonã
Moment 6: Reacția de acilare Friedel -Crafts
Activitate profesor:
– trimite o nouă pagină de l ucru virtuală;
– definește reacția de acilare;
– scrie schema generală a procesului de acilare la nucleul aromatic;
– precizează condițiile de reacție și evidențiază importanța reacției.
Activitate elevi:
– studiază informațiile din programul Ael;
– sunt a tenți la indicațiile profesorului;
– notează informațiile în caiete;
– rezorvă sarcinile de lucru.
Reacția de acilare este procesul chimic prin care se introduce radicalul acil (R -C=O),
la nucleul aromatic, rezultând cetone aromatice sau mixte.
Procesul de acilare se realizează cu halogenuri acide sau anhidride acide, în prezenșa
AlX 3 anhidră.
Ar-H R-CO
XAlX3
Ar-CO
R+ +HX
cetonã halogenurã
acidã

Aplicație 1. Modelați ecuațiile următoarelor reacții:
a) acilarea benzenului cu clorură de acetil, CH 3 – COCl;
b) acilarea benzenului cu clor ură de benzoil, C 6H5 – COCl.
Rezolvare
a)
CH3COClAlCl3CCH3O
+ +HCl
benzen clorurã de acetil fenil-metilcetonã
(acetofenonã/acetilbenzen)
b)
AlCl3CO
COCl
+ +HCl
benzen clorurã de benzoil difenilcetona
(benzofenonã/benzoilbenzen)
Aplicație 2. Modelați ecuația reacției chimice în urma căreia se obține etil -fenilcetona.

87
Rezolvare
CH2COClAlCl3CCH2O
CH3CH3+ +HCl
benzen clorurã de propanoil etil-fenilcetonã

Moment 7: Orientarea substituenților pe nu cleul aromatic
Activitate profesor
– trimite pagina de lucru virtuală, prin intermediul programului Ael;
– informează elevii că la derivații substituiți ai benzenului, următoarea reacție de substituție
este influențată de natura substituentului preexistent ;
– clasifică substituenții în două categorii: de ordinul I și de ordinul II;
– solicită elevilor să modeleze reacții de substituție la derivații substituiți ai benzenului,
respectiv la naftalină.
Activitate elevi
– studiază informațiile și animațiile din pagina Ael;
– notează informațiile în caiete;
– rezolvă sarcinile de lucru.
Substituenții existenți pe nucleul benzenic influențează următorul proces de
substituție, activând sau dezactivând nucleul în pozițiile orto sau para.
Din acest punct de vedere, s ubstituenții sunt clasificați în două categorii:
a) substituenți de ordinul I: orientează procesul de substituție în pozițiile o și p, rezultând un
amestec format din doi izomeri disubstituiți, de exemplu: -R (radicalii alchil), -X (halogeno), –
OH (hidroxo ), NH 2 (amino);
b) substituenți de ordinul II: orientează în poziția m, deoarece dezactivează nucleul în pozițiile
o și p, rezultând un singur derivat, m -disubstitui, de exemplu: -NO 2 (nitro) , -SO 3H (gruparea
sulfonică), -CN (nitril), -COOH (carboxil), C=O (carbonil).
Aplicație. Modelați ecuațiile următoarelor reacții:
a) mononitrarea toluenului;
b) monosulfonarea clorobenzenului;
c) mononitrarea acidului benzensulfonic;
d) reacția toluenului cu clorometan.
Rezolvare

88
a)
CH3
HNO3H2SO4
NO2CH3CH3
NO2
+ + H2O
toluen p-nitrotoluen o-nitrotoluen+
b)
Cl
H2SO4Cl
SO3H
SO3HCl
+toC
-H2O+
acid o-clorobenzensulfonic acid p-clorobenzensulfonic clorobenzen
c)
SO3H
H2SO4SO3H
NO2+ +H2O
acid benzensulfonic acid m-nitrobenzensulfonic
CH3
CH3-ClCH3
CH3CH3
CH3+AlCl3 anh.+ H2O+
toluen 1,2-dimetilbenzen
(o-xilen)1,4-dimetilbenzen
(p-xilen)

La naftalină, substituenții de ordinul I orientează în poziție á pe același nucleu (poziția
4), iar cei de ordinul II orientează în pozițiile α de pe celălalt nucleu.
Aplicație. Modelați ecuații le următoarelor procese chimice:
a) mononitrarea 1 -metil -naftalinei;
b) mononitarea acidului 1 -naftalensulfonic.
Rezolvare
a)
CH3
H2SO4CH3
NO2+ HNO3+H2O
1-metilnaftalen 1-nitro-4-metilnaftalen
Observație: Pentru fixarea și consolidrea cunoștințelor, profesorul poate fixa ca temă pentru
acasă următoa rea aplicație.
Aplicație. Scriți formulele plane ale următorilor compuși organici. Modelați ecuațiile
reacțiilor de sinteză ale acestor compuși:
a) m-nitro -hidroxibenzen (m -nitrofenol);
b) 1,3,5 -trinitrobenzen;
c) acid p -clorobenzensulfonic.

89
b)
CH3
H2SO4CH3
NO2+ HNO3+H2O
1-metilnaftalen
SO3H
H2SO4SO3H
NO2SO3H NO2
+ HNO3+ H2O
1-metilnaftalenacid 5-nitro-1-naftalensulfonicacid 8-nitro-1-naftalensulfonic+

6.1.4. Secvență din cadrul lecției “Reacția de alchilare. Alchilarea arenelor”
Clasa a X I-a
Locul de desfășurare: laboratorul de chimie.
Tipul lecției: însușire de noi cunoștințe.
Tipul activității: activitate frontală, individ uală și pe grupe.
Competențe specifice vizate:
C1: utilizarea terminologiei specifice disciplinei chimie;
C2: modelarea corectă a reacțiilor chimice la care participă compușii studiați, cu ajutorul
simbolurilor și formulelor chimice;
C3: corelarea utilizăr ilor compușilor studiați, cu proprietățile lor;
Obiective operaționale. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să definească reacția de alchilare;
O2: să scrie corect formulele plane ale compușilor studiați;
O3: să modeleze ecuațiile reacțiilor chim ice studiate;
O4: să evidențieze, folosind exemple, importanța reacției de alchilare;
O5: să identifice substanțele necunoscute, din diferite scheme propuse.
Metode didactice utilizate: modelarea, conversația, explicația, problematizarea.
Mijloace didactic e utilizate: manual, tablă, videoproiector, calculator.
Desfășurarea activității
Activitate profesor:
– scrie titlul lecției pe tablă: „Reacția de alchilare. Alchilarea arenelor”;
– reactualizează cunoștințele referitoare la reacția de alchilare la arene, prin conversație cu
elevii: definiția reacției de alchilare Friedel – Crafts, reactanții, condițiile de reacție;
– solicită elevilor să studieze informațiile din schemele prezentate cu ajutorul
videoproiectorului;

90
– solicită elevilor să noteze schema gener ală a reacției de alchilare la arene.
Activitate elevi:
– notează informațiile în caiete;
– rezolvă sarcinile de lucru solicitate de profesor, pe grupe și apoi frontal, la tablă.
Conținutul secvenței
Definiție: Alchilarea arenelor reprezintă procesul chimi c, în urma căruia un atom de H de la
nucleul aromatic este înlocuit cu un radical alchil, -R, rezultând alchil -benzeni (arene cu
catenă laterală).
Moment 1: Alchilarea arenelor cu derivați halogenați (alchilarea Friedel -Crafts)
Schema generală:
Ar-H R-XAlX3
Ar-R + + HX
hidrocarburã
aromaticãderivat
halogenatalchil-benzen
, X = Cl, Br, I.
Exemplu:
CH3-ClAlCl3CH3
+ +HCl
metilbenzen
(toluen)

Activitate pe grupe: 1. Identificați substanțele notate cu litere, din schema de mai jos și
modelați ecuațiile reacțiilor chimice.
CH3-CH2Cl/AlCl3 anh.
CH3CH
CH3ClCH3-Cl/AlCl3 anh.
+b + c
+[O]/KMnO4 + H2SO4-HCl
d+
e
-HCla
-HCl+
-H2O; -CO2

2. Modelați ecuația reacției de alchila re a benzenului cu 2 -cloropropan,
știind că rezultă un compus cu catenă laterală saturată, care conține 6 atomi de C terțiari,
utilizat în sinteza fenolului.
Rezolvare: 1.
CH3-CH2Cl/AlCl3 anh.
CH3CH
CH3ClCH3-Cl/AlCl3 anh.
CH2CH3CH2CH3
CH3CH2CH3
CH3COOH COOH
CH
CH3CH3+
+[O]/KMnO4 + H2SO4-HCl
d+
e-HCla-HCl+
+
b c
-H2O; -CO2
a: etilbenzen; b: o -etiltoluen; c: p -etiltoluen; d: acid benz oic; e: acid o -izopropilbenzoic.

91
2.
CH3CH
CH3Cl AlCl3 anh.CHCH3 CH3
+ + HCl
benzen clorurã de i-propil i-propilbenzen
(cumen)
Moment 2: Alchilarea arenelor cu alchene
Schema generală:
Ar-HH2SO4
+
hidrocarburã
aromaticãderivat
halogenatalchil-benzenCnH2n Ar-CnH2n-1

Exemplu:
CHCH3CH3
CH2CH CH3H2SO4
+ +HCl
izopropilbenzen
(cumen)

Activitate pe grupe: 1. Modelați ecuațiile următoarelor reacții chimice:
a) alchi larea benzenului cu etenă;
b) alchilarea benzenului cu i -butenă.
2. Modelați ecuația reacției de dehidrogenare catalitică a produsului
reacției de la punctul 1. a) și precizați o utilizare practică a acestuia. [24]
Rezolvare: 1.a)
CH2CH2H2SO4CH2CH3
+
benzen etenã etilbenzen
b)
CCH2CH3
CH3H2SO4CCH3CH3CH3
+
benzen i-butenã t-butilbenzen
2.
CH2CH3
-H2CH CH2
etilbenzenPt, toC
vinilbenzen
(feniletenã, stiren)
Stirenul este monomer vinilic, utilizat la obținerea polistirenului (mase plastice):

92

CH CH2 CH CH2n
vinilbenzen
(feniletenã, stiren)n
polimerizare
polistiren
6.1.5. Secvență din cadrul lecției “Reacția de nitrare și sulfonare la compușii aromatici”
Clasa a X I-a
Locul desfășurării: laboratorul de chimie.
Tipul lecției: lecție de fixare și consolidare a cunoștințelor.
Tipul activității: pe grupe și frontală.
Competențe specifice vizate:
C1: Descrierea comportării compușilor organici studiați în funcție d e clasa de apartenență ;
C2: Diferențierea compușilor organici în funcție de structura acestora ;
C3: Conceperea sau adaptarea unei strategii de rezolvare pentru a analiza o situație ;
Obiective operaționale. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să s crie corect ecuațiile reacțiilor chimice, utilizând simboluri și formule chimice;
O2: să clasifice reacțiile chimice studiate, folosind criterii studiate;
O3: să descrie modul de desfășurare a reacțiilor chimice studiate;
O4: să evidențieze importanța comp ușilor studiați, folosind exemple concrete;
O5: să aplice algoritmul corespunzător în rezolvarea de probleme.
Metode didactice utilizate: conversația, modelarea, explicația, algoritmizarea, învățarea prin
descoperire.
Mijloace didactice utilizate: fișa de lucru, videoproiector, tablă, manual.
Descrierea activității
Activitate profesor:
– anunță și scrie titlul lecției pe tablă;
– anunță obiectivele la nivelul clasei;
– descrie conținutul fișei de lucru;
– observă activitatea elevilor, îi îndrumă pe parcursu l activității de efectuare a sarcinilor din
fișa de lucru.
Activitate elevi:
– sunt atenți la indicațiile profesorului;
– rezolvă sarcinile din fișa de lucru, cerând indicații profesorului, dacă este cazul;
– prezintă frontal rezolvările, la tablă.

93
Conținu tul fișei de lucru: „Reacția de nitrare și sulfonare a compușilor aromatici”
Aplicația 1. Se consideră următoarea schemă de reacții, unde a este alcanul cu 25% H în
procen te masice.
CH3Cl/AlCl3 anh. HNO3/H2SO4
a1500oC
-3H2
(1)b tuburi ceramice
600-800oC
(2)c+
d-HCl
(3)+
-H2O
(4)e

1) modelați ecuațiile reacțiilor chimice din schemă , identificând substanțele notate cu litere;
2) precizați natura reacțiilor studiate;
3) descrieți procesul care are loc în cazul transformării (4);
4) precizați o utilizare a compusului notat cu litera e).
Aplicația 2. Scrieți în spațiul liber cuvântul di n paranteză, care completează corect fiecare
afirmație. [20]
1) În reacția de sulfonare, … (H, C) din nucleul benzenic este substituit cu gruparea … ( –
SO 3H, -NO 2).
2) Reacțiile de sulfonare și nitrare la compușii aromatici sunt reacții de … (adiție, substi tuție).
3) În reacția de nitrare a compușilor aromatici, reactantul electrofil este … (H 2SO 4/HNO 3).
4) Compusul organic rezultat la nitrarea fenolului cu soluție concentrată de HNO 3 în exces
conține … (18,34%/15,21%) N, procente masice.
5) Acidul sulfanili c se obține prin tratarea … (fenolului/fenilaminei) cu H 2SO 4 … (la rece/la
180-200°C).
Aplicația 3. Identificați compușii organici care lipsesc din ecuațiile chimice de mai jos.
Completați ecuațiile chimice și explicați orientarea substituenților la nucleu . [21]
1)
HNO3H2SO4NO2
NO2… + + H2O
2)
H2SO4OH
CH3SO3H
… + + H2O
3)
Br
HNO3/H2SO4Br
NO2
-H2O(38%)
(62%) … … …

94
4)
CH3
CH3HNO3/H2SO4CH3
NO2
CH3
-H2O(15%)
(85%) … … …
Aplicația 4. Se consideră schema de reacții:
CH3Cl/AlCl3
HNO3/H2SO4CH3
NO2A
-HClB+3[O]/KMnO4 + H2SO4
-H2O
-H2OC (1)
D
(E)
F+3[O]/KMnO4 + H2SO4
-H2OHG(2)

Știind că substanțele organice D, G și H sunt izomeri de poziție, se cere:
1) identificați compușii organici A … H;
2) identificați reactanții în cazul reacțiilor 1 și 2;
3) modelați ecuațiile reacțiilor chimice din schemă.
Aplicația 5. Calculați masa de acid sulfanilic obținută din 40 g de anilină de puritate 93%,
dacă randamentul sulfonării este de 90%.
Rezolvarea fișei de lucru
Aplicația 1
1)
CH3Cl/AlCl3 anh. HNO3/H2SO4
CH4CH CHCH3CH3
NO2
NO2O2N
a1500oC
-3H2
(1)
b tuburi ceramice
600-800oC
(2)
c+
d-HCl
(3)+
e3
-H2O
(4)

(a) – metan; (b) – acetilenă; (c) – benzen; (d) – toluen; (e) – trinitrotoluen.
2) (1) – piroliza metanului; (2) – trimerizarea acetilenei; (3) – alchilare Friedel -Crafts
(substituție la nucleul aromatic); (4) – nitrare la nucleul aromatic (reacție de substituție la
nucleul aromatic).
3) reacția de trinitrare a toluenului este un proces chimic care constă în înlocuirea a trei atomi
de H de la nucleul aromatic, cu grup e nitro ( -NO 2); cele trei grupări nitro se leagă în pozițiile
m una față de cealaltă deoarece sunt substituenți de ordinul II și în pozițiile o și p față de
gruparea metil ( -CH 3), deoarece aceasta este un substituent de ordin I.
4) trinitrotoluenul (trotil , TNT) este un compus utilizat în industria substanțelor explozive.
Aplicația 2

95
1) În reacția de sulfonare, H din nucleul benzenic este substituit cu gruparea -SO 3H.
2) Reacțiile de sulfonare și nitrare la compușii aromatici sunt reacții de substituție.
3) În reacția de nitrare a compușilor aromatici, reactantul electrofil este HNO 3.
4) Compusul organic rezultat la nitrarea fenolului cu soluție concentrată de HNO 3 în exces
conține 18,34% N, procente masice.
5) Acidul sulfanilic se obține prin tratarea fenil aminei cu H 2SO 4 la 180 -200°C.
Aplicația 3
1)
HNO3H2SO4NO2
NO2NO2
+ + H2O
nitrobenzen 1,3-dinitrobenzen
2)
H2SO4OH
CH3SO3HOH
CH3+ H2O +
p-crezol acid 2-hidroxi-5-metil-benzensulfonic
3)
Br
HNO3/H2SO4Br
NO2
Br
NO2-H2O(38%)
(62%)bromobenzen2-nitro-bromobenzen
4-nitro-bromobenzen
4)
CH3
CH3HNO3/H2SO4CH3
NO2
CH3
CH3
CH3
NO2-H2O(15%)
(85%)m-xilen2-nitro-1,3-dimetilbenzen
4-nitro-1,3-dimetilbenzen
Aplicația 4
1)

(A) – benzen; (B) – toluen; (C) – acid benzoic; (D) – acid m -nitrobenzoic; (E) – m-
nitrotolue n; (F) – p-nitrotoluen; (G) – acid o -nitrobenzoic; (H) – acid p -nitrobenzoic.

96
2) (1) – mononitrarea acidului benzoic cu amestec sulfonitric (soluții concentrate de HNO 3 și
H2SO 4); (2) – oxidare energică la catena laterală, cu amestec oxidant format din KMn O4 și
H2SO 4.
3)
CH3Cl/AlCl3
HNO3/H2SO4CH3
NO2CH3COOH
HNO3/H2SO4COOH
NO2
CH3
NO2NO2COOH
NO2COOH(A)-HCl
(B)+3[O]/KMnO4 + H2SO4
-H2O
-H2O(C) (1)
(D)
(E)
(F)+3[O]/KMnO4 + H2SO4
-H2O
(H)(G)(2)-H2O
+3[O]/KMnO4 + H2SO4
-H2O

Aplicația 5
a) scrierea datelor problemei:
mC 6H5NH 2 = 40 g
p = 93%
η = 90%
mC 6H4(SO 3H)NH 2 = ?
b) scrierea ecuației reacției chimice:
C6H5NH 2 + H2SO 4 → HO 3S – C6H4 – NH 2 + H 2O
c) calcularea maselor molare ale substanț elor care prezintă interes în rezolvarea problemei:
μC6H5NH 2 = 93 g/mol
μ C6H4(SO 3H)NH 2 = 173 g/mol
d) calcularea masei de anilină pură:
p = (m p/mt)·100, m p = (p/100)·m t, m p = 37,2 g anilină pură
e) calcularea masei de anilină reacționată:
η = (m p/mt)·100, mp = (p/100)·m t, m p = 33,48 g reacționată
f) sublinierea substanțelor și stabilirea proporțiilor:
93 g anilină … 173 g acid sulfanilic
33,48 g anilină … x
g) determinarea necunoscutei, prin calcul și redactarea răspunsului:
x = (33,4·173)/93, x = 6 6,28 g => m acid sulfanilic = 66,28 g.

97
6.1.6. Secvență din cadrul lecției “Proprietăți chimice ale hidrocarburilor aromatice.
Reacții de substituție la nucleu”
Clasa a X -a
Locul desfășurării: laboratorul de chimie.
Tipul lecției: lecție de fixare și consolidare a cunoștințelor.
Tipul activității: pe grupe.
Competențe specifice vizate:
C1: Descrierea comportării compușilor organici studiați în funcție de clasa de apartenență ;
C2: Diferențierea compușilor organici în funcție de structura acestora ;
C3: Efectuarea de investigații pentru evidențierea unor caracteristici, proprietăți, relații
Obiective operaționale. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să reprezinte formulele de structură ale compușilor întâlniți, folosind trusa cu bile și tije;
O2: să denumeasc ă substanțele organice studiate, cnform regulilor învățate;
O3: să clasifice reacțiile la care participă sbstanțele studiate, în funcție de natura reactantului
și a condițiilor de reacție;
Metode didactice utilizate: conversația, modelarea, explicația, înv ățarea prin descoperire.
Mijloace didactice utilizate: fișa de lucru, videoproiector, trusa cu bile și tije.
Descrierea activității
Activitate profesor:
– anunță și scrie titlul lecției pe tablă;
– anunță obiectivele la nivelul clasei;
– descrie conținutul fișei de lucru;
– recapitulează împreună cu elevii conținutul și modul de lucru cu trusa de modele atomice;
– observă activitatea elevilor, îi îndrumă pe parcursul activității de efectuare a sarcinilor din
fișa de lucru.
Activitate elevi:
– sunt atenți la indicațiile profesorului;
– rezolvă sarcinile din fișa de lucru, cerând indicații profesorului, dacă este cazul.
Conținutul fișei de lucru: „Reacții de substituție la nucleul aromatic”. [20]
Problema practică 1. Pentru a rezolva această problemă practică veți utiliza o trusă cu bile și
tije. Rezolvați următoarele cerințe:
a) modelați structurile spațiale pentru benzen și compușii organici rezultați în urma reacției
acestuia cu:
 Cl2/AlCl 3;

98
 Cl2/lumină.
b) Scrieți formulele de structură plană ale compușilor modelaț i anterior și precizați tipul
fiecărei recții chimice, ținând cont de mecanismul reacției (adiție, substituție, eliminare) și de
natura reactantului.
c) Reprezentați o schemă prin care să arătați cum se clasifică reacțiile chimice ale
hidrocarburilor aromatic e, cu halogenii, în funcție de condițiile de reacție.
Problema practică 2. Pentru a rezolva această problemă practică veți utiliza o trusă cu bile și
tije. Rezolvați următoarele cerințe:
a) Modelați structurile spațiale pentru benzen și compușii organici f ormați în urma reacției
acestia cu:
 halogenare cu I 2;
 nitrare;
 sulfonare;
 alchilare cu: clorometan, propenă, etanol;
 acilare cu clorură de acetil.
b) Scrieți denumirile compușilor reprezentați anterior și precizați clasa de compuși organici
din care face p arte fiecare.
Problema practică 3. Pentru a rezolva această problemă practică veți utiliza o trusă cu bile și
tije. Rezolvați următoarele cerințe:
a) Modelați structurile spațiale pentru naftalină și compușii organici care se formează în urma
reacțiilor de substituție:
 clorurare;
 nitrare;
 sulfonare.
b) Denumiți compușii organici rezultați anterior și precizați clasa de compuși organici din
care face parte fiecare.
Problema practică 4. Pentru a rezolva această problemă practică veți utiliza o trusă cu bile ș i
tije. Rezolvați următoarele cerințe:
a) Modelați structurile spațiale pentru toluen și compușii organici formați în urma reacțiilor
de:
 clorurare catalitică;
 clorurare fotochimică;
 nitrare;
 sulfonare;

99
 alchilare cu clorometan.
b) Scrieți formulele de stru ctură ale compușilor modelați la punctul a), denumirea tipului
reacției chimice și condițiile de lucru.
Notați răspunsurile în următorul tabel:
Tabel 1. Formulele unor compuși organici rezultați în urma unor reacții la care participă
toluenul, denumiri, ti pul reacțiilor, condițiile de lucru
Nr.
crt. Formula de structură plană
a compusului format Denumirea
compusului Tipul reacției Condițiile de lucru
1 … … … …
c) Reprezintă, prin intermediul unei scheme, o clasificare a reacțiilor chimice la care partici pă
toluenul.
Rezolvarea problemelor practice
Problema practică 1
a)

Figura 6.1. Structura
spațială a benzenului. [3 1]

Figura 6. 2. Structura
spațială a cloro benzenului.
[32]

Figura 6. 3. Structura spațială
a hexaclorociclohexanulu i
b)
, benzen.
Cl
, clorobenzen (clorură de fenil), reacție de substituție la nucleul aromatic (substituție
electrofilă aromatică), monoclorurare catalitică.
Cl H
Cl
H
Cl
HCl HClHH
Cl
, 1,2,3,4,5,6 -hexaclorociclohexan, reacție de adiție, clorurare fotochimică.
c) reacții de halogenare: – catalitice, la nucleul aromatic, prin substituție;
– fotochimice: – adiție la nucleul aromatic;

100
– substituție la catena laterală.
Problema practică 2
a)
Figur
a 6.4. Structura spațială a
iodobenzenului

Figura 6.5. Structura spațială
a nitrobenzenului
Figura
6.6. Structura spațială a
acidului benzensulfonic

Figura 6.7. Structura spațială a toluenului

Figura 6.8. Structura spațială a cumenului

Figura 6.9. Structura spațială a etilbenzenului

Figura 6.10. Structura spațială a acetofenonei
b)
I
– iodobenzen (iodură de fenil),
derivat monohalogenat aromatic;
NO2
– nitrobenzen, nitroderivat
aromatic;
SO3H
– acid benzensulfonic, acid sulfonic
aromatic;
CH3- toluen (metil -benzen),
hidrocarbură aromatică cu catenă laterală
saturată;
CHCH3CH3
– i-propilbenzen (cumen),
hidrocarbură aromatică cu catenă laterală
saturată;

101

CH2CH3- etilbenzen, hidrocarbură
aromatică cu catenă laterală saturată;
CCH3O- fenil-metilcetonă (acetilbenzen
sau ac etofenonă), cetonă mixtă.
Problema practică 3.
a)

Figura 6.11. Structura
spațială a naftalinei

Figura 6.12. Structura
spațială a α -cloronaftalinei

Figura 6.13. Structura
spațială a α -nitronaftaline i

Figura 6.14. Structura spațială a acidului α –
naftalensulfonic

Figura 6.15. Structura spațială a acidului β –
naftalensulfonic
b)
Cl
– α-cloronaftalină, derivat
monohalogenat aromatic;
NO2
– α-nitronaftalină,
nitroderivat aromatic;
SO OOH – acid α -naftalensulfonic, acid
sulfonic aromatic;
SO
OOH
– acid β –
naftalensulfonic, acid sulfonic aromatic.
Problema practică 4
a)

Figura 6.16. Structura spațială a o- și p-clorotoluenului

102

Figura 6.17 . Structura spațială: clorura de benzil, clorura de benziliden și feniltriclorometan

Figura 6.18. Structura spațială a o – și p-nitrotoluenului

Figura 6.19. Structura spațială a 2,4,6 -trinitrotoluenului

Figura 6.20. Structura spațială a acizilor o – și p-tolilsulfonic

Figura 6.21. Structura spațială a o – și p-xilenului
b)
Tabel 1. Formulele unor compuși organici rezultați în urma unor reacții la care participă
toluenul, denumiri, tipul reacțiilor, condițiile de lucru
Nr.
crt. Formula de stru ctură
plană a compusului format Denumirea
compusului Tipul reacției Condițiile de
lucru
1
CH3
ClCH3
Cl
– o-clorotoluen
– p-clorotoluen -halogenare la
nucleul
aromatic – catalizator:
FeCl 3
2
CH2Cl CHCl
ClCCl
ClCl
– clorură de benzil
– clorură d e
benziliden
– feniltriclorometan – clorurare
fotochimică,
în poziție
benzilică – lumina

103
3
CH3
NO
OCH3
N
O O
– o-nitrotoluen
– p-nitrotoluen – nitrare la
nucleul
aromatic – amestec
sulfonitric
4
CH3
NO
ONO
O
N
O O
– 2,4,6 –
trinitrotoluen – trinit rare la
nucleul
aromatic – amestec
sulfonitric
5
CH3
SO
OOHCH3
S
O
HO O
– acid o -metil –
benzensulfonic
– acid p –
metilbenzensulfonic – sulfonare la
nucleul
aromatic – amestec
sulfonitric
6
CH3
CH3CH3
CH3
– o-xilen
– p-xilen – alchilare
Friedel -Crafts – catalizator:
AlCl 3 anhidră
c) Toluenul poate participa la următoarele tipuri de reacții chimice:
– reacții la nucleu: – substituție: – halogenare catalitică;
– alchilare;
– acilare;
– nitrare;
– sulfonare;
– adiție: hidrogenare catalitică;
– reacții la catena laterală: – halogenare fotochimică sau termică;
– oxidare.
6.2. Activități de predare -învățare bazate pe experimentul de laborator
6.2.1. Secvență din cadrul lecției “Reacția de nitrare și sulfonare la nucleul aromatic ”
Clasa: a XI -a
Tipul lecției: lecție de laborator.
Locul desfășurării: laboratorul de chimie.
Tipul activității: activitate pe grupe.
Competențe specifice vizate:
C1: utilizarea unei terminologii specifie disciplinei chimie;
C2: dezvoltarea capacității de lucru în echipă;
C3: formarea și dezvoltarea deprinderilor de lucru cu ustensile și reactivi;
C4: dezvoltarea capacității de a sistematiza informațiile;
Obiective operaționale. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să observe comportamentul chimic al substanțelor studiate;

104
O2: să utilizeze un limbaj chimic adecvat;
O3: să efectueze un experiment, pe baza unor instrucțiuni date;
O4: să formuleze concluzii în urma activității experimentale desfășurate;
O5: să explice fenomenul studiat, pe baza interd ependenței structură -proprietăți.
Metode didactice: experimentul de laborator, conversația, explicația, modelarea.
Materiale didactice: ustensile de laborator, reactivi, fișa experimentală.
Desfășurarea activității
Activitate profesor
– organizează elevii pe grupe și împarte fișele de lucru;
– prelucrează instrucțiunile de protecția muncii în laboratorul de chimie, specifice temei
studiate, insistând asupra celor legate de utilizarea surselor de căldură și a caracterului
imflamabil al substanțelor studiate;
– explică și descrie experimentele care urmează a fi efectuate, instruind elevii referitor la
modul în care trebuie consemnate observațiile în tabelul din fișa de lucru;
– îndrumă elevii în timpul activității, observă activitatea elevilor.
Activitate elev i
– sunt atenți la indicațiile profesorului;
– notează informațiile în caiete;
– efectuează sarcinile din fișa de lucru, sub supravegherea și îndrumarea profesorului;
– completează tabelul din fișa experimentală.
Conținutul fișei experimentale
Experiment 1 : Reacția de nitrare la compușii aromatici
Substanțele care urmează a fi supuse reacției de nitrare sunt: benzen (eprubeta 1), toluen
(eprubeta 2), naftalină (eprubeta 3), fenol (eprubeta 4).
A. Prepararea amestecului sulfonitric
a) ustensile și reactivi: soluții concentrate de HNO 3 și H 2SO 4, eprubete
b) mod de lucru:
– într-o eprubetă se adaugă 3 mL HNO 3 concentrat;
– peste soluția de HNO 3 se adaugă picătură cu picătură și sub agitare continuă 3 mL soluție
concentrată de H 2SO 4;
– experimentul se repetă pe ntru fiecare dintre hidrocarburile studiate;
B. Nitrarea benzenului
a) ustensile și reactivi: benzen (eprubeta 1), amestec sulfonitric, pahar Berzelius, pipete,
instalație de filtrare;

105
b) mod de lucru:
– peste benzenul din eprubeta 1 se adaugă amestec sul fonitric, sub agitare continuă;
– conținutul se toarnă apoi într -un pahar Berzelius, care conține apă rece;
– amestecul se separă prin filtrare, iar filtratul se lasă la uscat;
c) elevii notează observațiilor și ecuația reacției chimice în tabel; [18]
C. N itrarea toluenului
a) ustensile și reactivi: toluen (eprubeta 2), amestec sulfonitric, pahar Berzelius, pipete,
instalație de filtrare, baie de nisip;
b) mod de lucru:
– peste toluenul din eprubeta 2 se adaugă amestec sulfonitric, sub agitare continuă;
– amestecul se încă lzește timp de 5 minute pe baie de apă;
– conținutul se toarnă apoi într -un pahar Berzelius, care conține 20 mL apă rece;
– stratul uleios se separă prin filtrare, iar filtratul se lasă la uscat;
c) elevii notează observațiilor și ecuația r eacției chimice în tabel; [18]
D. Nitrarea naftalinei
a) ustensile și reactivi: 1 g cristale de naftalină (eprubeta 3), amestec sulfonitric, pahar
Berzelius, pipete, instalație de filtrare, baie de apă;
b) mod de lucru:
– peste naftalina din eprubeta 3 se adaugă amestec sulfonitric, sub agitare continuă;
– amestecul se încă lzește timp de 5 minute pe baie de apă, sub agitare continuă ;
– conținutul se toarnă apoi într -un pahar Berzelius, care conține apă rece;
– stratul uleios se separă prin filtrare, iar fil tratul se lasă la uscat;
c) elevii notează observațiilor și ecuația reacției chimice în tabel; [18]
E. Nitrarea fenolului
a) ustensile și reactivi: 1 g fenol (eprubeta 4), soluție de HNO 3 20%, pahar Berzelius, pipete,
instalație de filtrare, baie de apă;
b) mod de lucru:
– peste fenolul din eprubeta 4 se adaugă câteva picături de apă, până la formarea unui lichid
uleios ;
– peste lichidul format se adaugă, picătură cu picătură, agitând și răcind continuu, soluția de
HNO 3 20%;
– produsul format se toarnă într -un pahar cu apă rece;
– cu ajutorul unei pipete, uleiul separat este trecut într -o altă eprubetă cu apă;
– se miroase lichidul din eprubetă;

106
c) elevii notează observațiilor și ecuația reacției chimice în tabel. [21]
Experiment 2: Reacția de sulfonare la c ompușii aromatici. Sinteza acidului benzensulfonic
a) ustensile și reactivi: H 2SO 4 fumans, benzen, soluție saturată de NaCl, gheață, balon cu fund
rotund, baie de apă, baghetă de sticlă;
b) mod de lucru:
– în balonul cu fund rotund, cu capacitatea de 100 m L, se introduc 6 mL H 2SO 4 fumans și se
răcește din exterior cu apă;
– se adaugă, în porțiuni mici, 4 mL benzen, agitând continuu și puternic;
– la adăugarea benzenului se are grijă să nu se introducă o nouă cantitate, până când porțiunea
adăugată anterior nu s-a dizolvat complet;
– după adăugarea benzenului, amestecul de reacție se încălzește pe o baie de apă, timp de 10
minute, la 60 – 70°C;
– produsul de reacție este transferat într -o pâlnie de picurare și se toarnă, picătură cu picătură,
într-un pahar Be rzelius, care conține 50 mL soluție saturată de NaCl;
– amestecul de răcește din exterior, cu gheață;
– amestecul se agită cu o baghetă de sticlă;
c) elevii notează observațiilor și ecuația reacției chimice în tabel. [26]
Tabel 2. Reacția de nitrare și sul fonare la nucleul aromatic
Nr.
crt. Denumirea
experiment
ului Reactivi și
ustensile Ecuația reacției chimice Observații
1 Nitrarea
benzenului benzen, amestec
sulfonitric, pahar
Berzelius, pipete,
instalație de
filtrare;
NO2
HONO2 + +
benzenH2O
nitrobenzen – se formeaz ă un
lichid uleios,
slab gălbui, cu
miros de
migdale amare
2 Nitrarea
toluenului toluen, amestec
sulfonitric, pahar
Berzelius, pipete,
instalație de
filtrare, baie de
nisip;
CH3
HNO3H2SO4CH3
NO2CH3
NO2+ +
-H2O
o-nitrotoluen p-nitrotoluen – se formează un
lichid uleios,
galben
3 Nitrarea
naftali nei 1 g cristale de
naftalină, amestec
sulfonitric, pahar
Berzelius, pipete,
instalație de
filtrare, baie de
apă;
HNO3H2SO4NO2
+-H2O
1-nitronaftalinã – se observă
formarea unui
lichid uleios, de
culoare
portocalie

107
4 Nitrarea
fenolului 1 g fenol, soluție
de HNO 3 20%,
pahar Berzelius,
pipete, instalație
de filtrare, baie de
apă;
OH
HNO3OH
NO2OH
NO2+20%
20oC+ +H2O
o-nitrofenol p-nitrofenol – se observă
formarea unui
lichid uleios,
galben, cu miros
caracteristic
5 Sulfonarea
benzenului H2SO 4 fumans,
benzen, soluție
saturată de NaCl,
gheață, balon cu
fund rotu nd, baie
de apă, baghetă
de sticlă;
H2SO4SO3H
+ +H2O
acid benzensulfonic – se observă
formarea unui
precipitat, sub
formă de foițe
sidefate
6.2.2. Efectuarea unui experiment demonstrativ, integrat în lecția “Proprietăți chimice
ale hidrocarburilor aromatice”
Clasa a X -a
Tipul lecției: lecție de dobândire de noi cunoștințe.
Locul de desfășurare: laboratorul de chimie.
Competențe specifice vizate:
C1: utilizarea unui limbaj chimic corect, în enunțuri adecvate;
C2: dezvoltarea capacității de a formula concluzii în urma studiului efectuat;
C3: dezvoltarea deprinderilor și priceperilor de lucru cu ustensile și reacticvi;
C4: dezvoltarea capacității de a evidenția comportamentul chimic al substanțelor studiate, prin
modelarea formulelor plane și a ecuațiilor reacțiilor chimice.
Obiec tive operaționale. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să observe și să descrie transformările care au loc la nitrarea benzenului și toluenului;
O2: să modeleze ecuațiile reacțiilor chimice studiate;
O3: să utilizeze corect ustensilele de laborat or și reactivii;
O4: să utilizeze un limbaj chimic corect;
O5: să sistematizeze informațiile experimentale sub forma unui referat sau tabel.
Metode didactice: conversația, explicația, experimentul demonstrativ, modelarea.
Materiale didactice: fișa de lucru , tabla, ustensile și reactivi.
Desfășurarea activității
Experimentul demonstrativ poate fi efectuat de o grupă de elevi sau de profesor și
poate fi integrat în etapa de fixare și consolidare a cunoștințelor.
Moment introductiv
– distribuirea fișelor de a ctivitate experimentală, care conțin:

108
 instrucțiuni de protecția muncii în laboratorul de chimie, specifice temei date;
 lista cu ustensilele de laborator și reactivii necesari;
 modul de lucru;
 observații și concluzii.
– profesorul anunță obiectivele activit ății, descrie modul în care se va desfășura activitatea.
Desfășurarea activității
– elevii citesc cu atenție instrucțiunile de lucru în laboratorul de chimie;
– elevii citesc cu atenție și înțeleg modul de lucru;
– grupele de elevi, stabilite de către prof esor, vor efectua, fiecare, câte un experiment;
– elevii vor nota observațiile în fișa de lucru și vor scrie ecuațiile reacțiilor chimice studiate.
Conținutul fișei experimentale “ Studiul reacțiilor de substituție la nucleul aromatic.
Reacția de nitrare ”
Informație
Reacțiile specifice nucleului aromatic sunt cele de substituție, care pot fi clasificate în:
– reacții de halogenare catalitică;
– reacții de nitrare;
– reacții de sulfonare;
– reacții de alchilare;
– reacții de acilare.
Experiment 1. Nitrarea b enzenului
a) ustensile și reactivi: benzen (eprubeta 1), amestec sulfonitric, pahar Berzelius, pipete,
instalație de filtrare;
b) mod de lucru:
– peste benzenul din eprubeta 1 se adaugă amestec sulfonitric, sub agitare continuă;
– conținutul se toarnă apoi într-un pahar Berzelius, care conține apă rece;
– se observă apariția unui lichid uleios, insolubil în apă, de culoare galbenă;
– ameste cul se separă prin filtrare, iar filtratul se lasă la uscat. [18]
Experiment 2. Nitrarea toluenului
a) ustensile și rea ctivi: toluen (eprubeta 2), amestec sulfonitric, pahar Berzelius, pipete,
instalație de filtrare, baie de nisip;
b) mod de lucru:
– peste toluenul din eprubeta 2 se adaugă amestec sulfonitric, sub agitare continuă;
– amestecul se încă lzește timp de 5 minut e pe baie de apă;
– conținutul se toarnă apoi într -un pahar Berzelius, care conține 20 mL apă rece;

109
– se observă apariția unui strat uleios de culoare galbenă, insolubil în apă;
– stratul uleios se separă prin filtrare, iar filtratul se lasă la uscat. [18]
Experiment 3. Nitrarea naftalinei
a) ustensile și reactivi: 1 g cristale de naftalină (eprubeta 3), amestec sulfonitric, pahar
Berzelius, pipete, instalație de filtrare, baie de apă;
b) mod de lucru:
– peste naftalina din eprubeta 3 se adaugă amestec sulf onitric, sub agitare continuă;
– amestecul se încă lzește timp de 5 minute pe baie de apă, sub agitare continuă ;
– conținutul se toarnă apoi într -un pahar Berzelius, care conține apă rece;
– se observă formarea unui strat uleios portocaliu, insolubil în apă ;
– stratul uleios se separă prin filtrare, iar filtratul se lasă la uscat. [18]
Tabel 3. Reacția de substituție la nucleu. Reacția de nitrare
Nr.
crt. Denumirea
experiment
ului Reactivi și ustensile Ecuația reacției chimice Observații
1 Nitrarea
benzenul ui benzen, amestec
sulfonitric, pahar
Berzelius, pipete,
instalație de filtrare;
NO2
HONO2 + +
benzenH2O
nitrobenzen – se formează
un lichid
uleios, slab
gălbui, cu
miros de
migdale amare
2 Nitrarea
toluenului toluen, amestec
sulfonitric, pahar
Berzelius, pipete,
instalație de filtrare,
baie de nisip;
CH3
HNO3H2SO4CH3
NO2CH3
NO2+ +
-H2O
o-nitrotoluen p-nitrotoluen – se formează
un lichid
uleios, galben
3 Nitrarea
naftalinei 1 g cristale de
naftalină, amestec
sulfonitric, pahar
Berzelius, pipete,
instalație de filtrare,
baie de apă;
HNO3H2SO4NO2
+-H2O
1-nitronaftalinã – se observă
formarea unui
lichid uleios,
de culoare
portocalie
6.3. Activități de predare -învățare bazate pe metoda algoritmizării și rezolvarea de
exerciții și probleme
6.3.1. Secvență din cadrul lecției ”Proprietăți chimice ale hidrocarburilor aromatice”
Clasa a X -a
Tipul lecției: lecție de fixare și consolidare a cunoștințelor
Competențe specifice vizate:
C1: utilizarea unui limbaj chimic corect, în enunțuri adecvate;

110
C2: utilizarea algoritmului potrivit în rezolvarea unui anumit tip de probleme;
C3: dezvoltarea capa cității de a sistematiza informațiile, de a deduce anumite relații de calcul,
reguli.
Obiective operaționale. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să efectueze calcule chimice, folosind algoritmul corespunzător;
O2: să aplice corect formulele de c alcul necesare;
O3: să modeleze corect structurile substanțelor studiate, folosind formule plane;
O4: să modeleze corect ecuațiile reacțiilor chimice studiate, utilizând formule și simboluri;
O5: să deducă succesiunea unor reacții chimice de sinteză a unor compuși organici, folosind
cunoștințele despre proprietățile chimice ale substanțelor studiate.
Metode didactice: conversația, explicația, rezolvarea de exerciții și probleme, algoritmizarea,
învățarea diferențiată.
Mijloace didactice: fișa de probleme, m anualul, videoproiectorul, calculatorul.
Desfășurarea activității
1. prezentarea fișei de lucru, structurată pe trei părți;
2. recapitularea unor cunoștințe referitoare la clasificarea reacțiilor specifice hidrocarburilor
aromatice și la orientarea substit uenților la nucleu;
3. rezolvarea exercițiilor și problemelor prezentate în fișa de lucru.
Conținutul fișei de exerciții și probleme
A. Rezolvarea unor scheme de reacții
M (nivel mediu de dificultate)
Se consideră următoarea schemă de reacții:
Cl2
KMnO4/H2SO4HNO3/H2SO4 KMnO4/H2SO4A +(1)
a +HCl
alcan cu
25% H
+a
(2)B -H2OC
(4) (5) (6) (3)D+a
-H2O -HClE-H2OF

1. identificați substanțele necunoscute (formule și denumire);
2. modelați ecuațiile reacțiilor chimice, precizând condițiile de reacție.
R (nivel ridicat de dificultate)
Sintetizați acidul o -toluensulfonic, pornind de la metan, ca unică sursă de compuși
organici.
B. Problemă comună, propusă în scopul reactualizării unor algoritmi de rezolvare a
problemelor de chimie

111
Se supun reacției de nitrare 400 g naftalină, de puritate 89,6%, când se obțin 387,52 g
produs de reacție. [17]
a) scrieți ecuați a reacției chimice care are loc;
b) calculați randamentul reacției de nitrare.
C. Rezolvarea unor probleme cu grad diferit de dificultate
M (nivel mediu de dificultate)
În reacția de sulfonare a benzenului se introduc 300 g soluție de acid sulfuric 98%.
Scrieți ecuația reacției de sulfonare a benzenului. Calculează cantitatea (mol) și masa (g) de
benzen introdusă în reacție, știind că numai 80% din acesta reacționează. [17]
R (nivel ridicat de dificultate)
La nitrarea a 312 g benzen se utilizează ASN form at din soluții de HNO 3 92% și
H2SO 4 98%, în care cei doi acizi se găsesc în raport molar de 1:2. Știind că HNO 3 se consumă
total, determinați:
a) masa de ASN necesară;
b) masa de produs de reacție rezultată;
c) concentrația procentuală de masă a acidului r ezidual;
d) masa de oleum (20% SO 3 dizolvat) necesară pentru a face reutilizabil acidul sulfuric inițial.
Observații
Exercițiile și problemele se vor rezolva în ordinea crescătoare a gradului de
dificultate.
Exercițiile și problemele cu grad ridicat de dificultate se vor rezolva numai după
rezolvarea celor de dificultate medie.
Anexă la fișa de exerciții și probleme – necesară în rezolvarea exercițiilor și problemelor
propuse
Indicații în r ezolvarea schemelor de reacții
M (nivel mediu)
P1: (A) – metan;
P2: (B) – toluen; (C) – acid benzoic (conține un substituent de ordinul II, care va orienta
următorul substituent în poziția meta);
P3: (D) – acid m -nitrobenzoic; (E) – acidul 3 -nitro -5-metil -benzoic; (F) – acid 5 -nitro -1,3-
benzendicarboxilic.
R (nivel ridi cat)
P1: acidul o -toluen sulfonic are formula de structură plană

112

CH3
SO3H ;
P2: obține benzenul din metan;
P3: metan →acetilenă →benzen; metan → clorometan; benzen + clorometan → toluen →
acid o -toluensulfonic.
Indicații în r ezolvarea probleme lor cu grad diferit de dificultate
M (nivel mediu)
P1: scrie ecuația reacției chimice de monosulfonare a benzenului;
P2: calculează masa de acid sulfuric pur, c = (m d/ms)·100;
P3: – calculează masele molare pentru benzen și acid sulfuric;
– determină mas a de benzen reacționată;
– determină masa de benzen introdusă.
R (nivel ridicat)
– calculează masa de acid azotic reacționată, prin calcul stoechiometric;
– calculează masa soluției de acid azotic;
– calculează cantitatea (mol) de acid azotic;
– determină cantitatea (mol) de acid sulfuric, pe baza raportului molar;
– determină masa de acid sulfuric dizolvat;
– calculează masa soluției de acid sulfuric;
– calculează masa de ASN;
– determină stoechiometric masa de produs de reacție;
– calculează masa soluție i acide reziduale: m sf = m ASN – mHNO3 + m H2Of;
– calculează concentrația acidului sulfuric rezidual;
– calculează concentrația acidului sulfuric din oleum;
– calculează raportul de amestecare dintre masa soluției de acid sulfuric rezidual și masa de
oleum necesară, utilizând regula dreptunghiului;
– determină masa de oleum.
Rezolvarea fișei de lucru
Activitate profesor
– solicită elevilor să rezolve mai întâi cerințele de nivel mediu de dificultate;
– urmărește activitatea elevilor și le sugerează utilizare a informațiilor din anexă, în ordine M
P1, P2, P3;

113
– elevilor care au rezolvat exercițiile și problemele de nivel mediu de dificultate să rezolve pe
cele de nivel ridicat, sugerându -le utilizarea indicațiilor din anexă.
Activitate elevi
– sunt atenți la in dicațiile profesorului;
– rezolvă exercițiile și problemele în ordinea stabilită;
– consultă indicațiile din anexă, dacă este cazul.
Rezolvarea schemelor de reacții
M (nivel mediu)
– identificarea alcanului A:
12n + 2n + 2 = 14n + 2; 2n+2 = (2 5/100)·(14n + 2); n
= 1; A: CH 4;
– identificarea substanțelor din schemă și precizarea condițiilor de reacție:
(A) – metan;
(B) – toluen;
(C) – acid benzoic;
(D) – acid m -nitrobenzoic;
(E) – acid 3 -nitro -5-metilbenzoic;
(F) – acid 5 -nitro -1,3-benzendicarbo xilic.
Cl2
KMnO4/H2SO4HNO3/H2SO4KMnO4/H2SO4CH4 CH3Cl
CH3ClCH3COOH COOH
NO2CH3ClCOOH
NO2CH3COOH
NO2HOOC+ +HCl
+
(2)-H2O
C (4) (5)(6)
(3) D-H2O-HCl
E-H2O
F
A B +luminã

R (nivel ridicat de dificultate)
– formula de structură a compusului sintetizat:
CH3
SO3H

– scrierea șirului de ecuații chimice, cu precizarea condițiilor de reacție:
CH4CH CH
CH CH
Cl2CH4 CH3Cl1500oC
+3H2(1)
3(2)tuburi ceramice
600 – 800oC
(3) + +luminã

CH3ClCH3
CH3
H2SO4CH3
SO3HCH3
SO3H(4)+AlCl3 anh.
-HCl
(5)
2 +2toC+
Rezolvarea problemei comune
Activitate profesor

114
– recapitulează împreună cu elevii etapele rezolvării unei probleme de chimie: scrierea datelor
problemei, identificarea substanțelor care prezintă interes pentru calcule, efectuarea de calcule
pe baza puri tății, randamentului, a concentrației soluțiilor, determinarea necunoscutelor pe
baza ecuațiilor reacțiilor chimice;
– propune elevilor spre rezolvare o problemă comună și verifică corectitudinea rezolvării
acesteia, prin activitate frontală.
Activitate el evi
– particip la dialogul cu profesorul;
– explică noțiunile solicitate de profesor;
– indică formulele de calcul pentru puritate, randament, concentrație procentuală sau molară;
– rezolvă problema individual, sub îndrumarea profesorului, dacă este cazul:
a) datele problemei:
mC 10H8 = 400 g
p = 89,6%
mC 10H7NO 2 = 387,52 g
η = ?
b) scrierea ecuației reacției chimice:
HNO3H2SO4NO2
+ +H2O
naftalinã 1-nitronaftalinã

c) identificare substanțelor necesare efectuării calculelor:
HNO3H2SO4NO2
+ +H2O

d) calcularea maselor molare:
μC10H8 = 128 g/mol; μ C10H 7NO2 = 173 g/mol.
e) determinarea masei de naftalină pură:
p = (m pur/mtotal)·100; m pur = 358,4 g.
f) determinarea, prin calcul stoechiometric, a masei de naftalină reacționată:
HNO3H2SO4NO2
+ +H2O128 g
x173 g
387,52 g

x = 286,72 g C 10H8 reacționată.

115
g) ca lcularea randamentului de transformare a naftalinei:
η = (m p/mt)·100; η = (286,72/358,4)·100 = 80%.
Rezolvarea problemelor diferențiate
Activitate profesor
– indică elevilor problemele care trebuie rezolvate;
– împarte elevii în două grupe, pentru rezolvar ea celor două probleme de calcul.
Activitate elevi
– grupa 1 rezolvă problema de nivel mediu de dificultate;
– grupa 2 rezolvă problema de nivel ridicat de dificultate.
Rezolvarea problemei de nivel mediu de dificultate
a) scrierea datelor problemei:
msH2S O4 = 300 g
c = 98 %
υC6H6 = ?
mC6H6 = ?
η = ?
b) scrierea ecuației reacției chimice:
H2SO4SO3H
+ +H2O
benzen acid benzensulfonic

c) identificarea substanțelor care prezintă interes în efectuarea calculelor: C 6H6 și H 2SO 4.
d) calcularea maselor molare: μC 6H6 = 78 g/mol; μH 2SO 4 = 98 g/mol.
e) calcularea masei pure de acid sulfuric, din 300 g soluție 98%: c = (m d/ms)·100; m dH2SO4 =
294 g.
f) calcularea masei de benzen care a reacționat:
H2SO4SO3H
+ +H2O78 g 98 g
x 294 g
, x = 234 g benzen reacționat.
g) calcularea masei de benzen introdus în reacție, știind că au reacționat numai 80%:
mC 6H6i = (234·100)/80; mC 6H6i = 292,5 g.
h) calcularea cantității (mol) de acid sulfuric introdus în reacție:
υ = m/μ; υH 2SO 4 = 292,5/98 = 3,75 mol.
Rezolvarea problemei de nivel ridicat de dificultate

116
a) scriere a datelor problemei
mC6H6 = 312 g
cHNO 3 = 92%
cH2SO 4 = 98%
υHNO 3:υH2SO 4 = 1:2
mASN = ?
mC 6H5NO 2 = ?
cH2SO 4f = ?
moleum = ?
b) identificarea substanțelor care prezintă interes în rezolvarea problemei: C 6H6, HNO 3,
H2SO 4, C6H5NO 2, H2O.
c) calcularea maselor m olare: μC 6H6 = 78 g/mol; μH 2SO 4 = 98 g/mol; μHNO 3 = 63 g/mol;
μC6H5NO 2 = 123 g/mol;
d) calcularea masei de acid azotic reacționat:
C6H6HNO3H2SO4C6H5NO2 + +H2O78 g 63 g 123 g 18 g
312 g x y z
, x = 252 g acid azotic reacționat.
e) calcularea masei soluției de acid azotic 92%:
c = (m d/ms)·100; m sHNO 3 = 274 g.
f) determinarea cantității (mol) de HNO 3:
υ = m/μ; υHNO 3 = 252/63 = 4 mol.
g) determinarea cantității de H 2SO 4:
υHNO 3:υH2SO 4 = 1:2; υ H2SO 4 = 8 mol.
h) calcularea masei de acid sulfuric dizolvat:
υ = m/μ; m dH2SO 4 = 784 g.
i) determinarea mase i de soluție de H2SO 4 98%:
c = (m d/ms)·100; m sH2SO 4 = 800 g.
j) calcularea masei de ASN:
mASN = mH 2SO 4 + mHNO 3 = 1074 g.
k) calcularea masei de nitrobenzen format:
y = (312·123)/78 = 492 g.
l) calcularea masei de apă formată în urma reacției, care contribu ie la diluarea soluției finale
de acid sulfuric:

117
z = (312·18)/78 = 72 g.
m) determinarea masei anorganice finale:
msf = mASN – mHNO 3 + mH 2Of = 974 -252 + 72 = 894 g.
n) calcularea concentrației de acid sulfuric rezidual:
cf = (784/894) 100 = 87,7%.
o) calc ularea concentrației acidului sulfuric din oleum:
– fie a g masa de oleum, cu 20% SO 3 dizolvat;
– moleum = (80/100)·a g H 2SO 4 + (20/100)·a g SO 3;
–
SO3 H2SO4 +H2O80 g 98 g
0,8a g b , b = (0,8a·98)/80 = 0,245a;
– masa de H2SO4 dizolvat în a g oleum este 0,8a + b = 0,8 a = 0,245a = 1,045a g;
– concentrația acidului sulfuric din a g oleum este c oleum = (1,045a/a)·100 = 104,5%.
p) determinarea raportului de amestecare a celor două soluții (soluția acidă reziduală și soluția
de oleum), pentru a ajunge la concentrația iniția lă de 98%, folosind regula dreptunghiului:
,

Pentru exersarea metodelor de rezolvare aplicate în timpul activității, profesorul
propune elevilor spre rezolvare un set de probleme asemănătoare din manual sau culegerea de
probleme.
6.3.2. Secvență din cadrul lec ției ”Reacția de alchilare la nucleul aromatic”
Clasa a X I-a
Tipul lecției: lecție de fixare și consolidare a cunoștințelor.
Tipul activității: frontală și pe grupe.
Competențe specifice vizate:
C1: utilizarea unui limbaj chimic corect, în enunțuri adecvat e;
C2: descrierea comportamentului chimic al compușilor studiați;
C3: utilizarea algoritmului corespunzător în rezolvarea problemelor cantitative;

118
Obiective operaționale. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să modeleze ecuațiile reacțiilor chimic e studiate;
O2: să aplice corect formulele de calcul în rezolvarea problemelor;
O3: să indice reactanții și condițiile de reacție în cazul proceselor de alchilare la nucleul
aromatic;
O4: să evidențieze importanța compușilor organici studiați.
Metode didac tice folosite: conversația, explicația, rezolvarea de exerciții și probleme,
algoritmizarea.
Mijloace didactice: fișa de exerciții și probleme, manualul, videoproiectorul, calculatorul.
Descrierea secvenței de lecție
Activitate profesor
– reactualizează cu noștințele referitoare la reacția de alchilare, prin conversație cu elevii;
– distribuie fișele de exerciții și probleme;
– observă activitatea elevilor;
– oferă indicații în rezolvarea exercițiilor și problemelor;
– evaluează activitatea elevilor.
Activit ate elevi
– se organizează în grupe de lucru;
– participă la dialogul cu profesorul, în vederea reactualizării unor cunoștințe: definesc reacția
de alchilare, reprezintă schema generală a reacției de alchilare, precizează natura reactanților
și condițiile de reacție în procesele de alchilare la nucleu, explică noțiuni precum nesaturare
echivalentă, conversie utilă și conversie totală.
Conținutul fișei de exerciții și probleme
Aplicația I. Se consideră următorul șir de reacții:
CH4 Cl2
Cl2
CH4+ (1) A +HCl
(2)2A +2Na B +NaCl
B + (3) D
(4)1500oC
E +3a
(5)3E tuburi ceramice
600 – 800oCF
(6) F+D G
(7)G I+H2
(8)I+A J+J'
(9)J+J'+ [O]/KMnO4 + H2SO4K + K'luminã

a) iden tificați substanțele necunoscute;

119
b) indicați condițiile de reacție în cazul proceselor (6) și (8);
c) precizați o utilizare practică în cazul compușilor organici notați cu I și K.
Aplicația II. O arenă mononucleară cu o catenă laterală saturată, A, care c onține 10% H
procente masice, este intermediar în următoarea schemă:
C6H6+a/H2SO4
-H20A +Cl2/luminã
B KOH/alcool
D

a) identificați substanțele necunoscute;
b) indicați tipul fiecărei reacții chimice;
c) modelați formulele de structură plane pentru izomerii hidrocarburii A;
d) id entificați izomerul care nu participă la reacție de dehidrogenare, iar prin clorurare
catalitică fomează un singur derivat monoclorurat;
e) precizați care dintre izomerii cu formula moleculară a lui A nu poate fi obținut printr -o
reacție de alchilare Fried el-Crafts;
Aplicația 3. Se alchilează benzenul cu etenă, pentru a obține etilbenzen. Amestecul de reacție
conține etilbenzen, dietilbenzen și benzen nereacționat în raport molar de 5:2:1. Randamentul
de transformare a etenei este de 100%. Determinați:
a) raportul molar inițial benzen:etenă;
b) raportul masic inițial benzen:etenă;
c) conversia utilă și conversia totală a procesului alchilare;
d) masa de etilbenzen obținută, știind că s -au introdus în reacție 1418,18 L benzen (ρ = 0,88
g/cm3).
Rezolvarea exer cițiilor și problemelor din fișa de lucru
– elevii rezolvă aplicațiile pe grupe de lucru;
– verificarea corectitudinii rezultatelor obținute se realizează prin activitate frontală, prin
rezolvearea cerințelor la tablă.
Rezolvarea aplicației 1
CH4 Cl2
Cl2
CH4CH3Cl
CH3Cl CH3 – CH3
CH3 – CH3CH3 – CH2Cl
CH CH
CH CH+ +HCl
(2) +2Na +NaCl
+ (3)
(4)1500oC
+
(5)tuburi ceramice
600 – 800oCluminã
2(1)
luminã
+HCl
2 3H2
3

120

CH2 – CH3
ClCH2CH3
CH2CH3CHCH2
CHCH2
CH3ClCHCH2
CH3CHCH2
CH3
CHCH2
CH3CHCH2
CH3COOHCOOHCOOH
COOH(6)
(7)+H2
(8)+AlCl3 anh.
+HCl
Pt, toC
+AlCl3 anh.
+ +HCl
(9)+ [O]/KMnO4 + H2SO4+
-H2O+
(6), (8) – reacții de alchilare Friedel -Crafts (substituție electrofilă aromatică)/AlCl 3 anhidră –
catalizator;
I: stirenul – monomer vinilic, obținerea polistirenului;
K’: acidul tereftalic, materie primă în sinteza poliet ilentereftalatului (PET).
Rezolvarea aplicației 2
– identificarea lui A, cu formula moleculară C aHb:
NE = (2a + 2 – b)/2 = 4, b = 2a – 6, C aH2a-6, a = 9, b = 12, C 9H12, deci a este C 3H6.
– scrierea ecuațiilor reacțiilor chimice:
CH2CHCH3CHCH3CH3
Cl2CCH3CH3Cl
CCH2CH3
+AlCl3 +
luminã
-HClKOH/alcool
-HCl
a: propenã A: i-propilbenzen
(cumen)B: 2-cloro-2-fenilpropan D: 2-fenilpropenã(1)(2) (3)

– (1) reacție de alchilare Friedel -Crafts (substituție electrofilă aromatică)
(2) reacție de clorurare fotochimică (substituție în poziție benzilică)
(3) reacție de dehidrohalogenare (eliminare).
– izomerii aromatici cu formula moleculară C 9H12:
CH2CH2CH3 CH CH3CH3 CH2CH3
CH3CH2CH3
CH3CH2CH3
CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3CH3
CH3CH3A1 A A2 A3 A4
A5 A6 A7

121
A: i-propilbenzen (cumen); A1: propilbenzen; A2: o -etiltoluen; A3: m -etiltoluen; A4: p –
etiltoluen; A5: 1,2,3 -trimetilbenzen; A6: 1,2,4 -trimetilbenzen; A7: 1,3,5 -trimetilbenzen
(mesitilen).
– mesitilenul (1,2,3 -trimetilbenzenul) nu poate da reacți i de dehidrogenare și formează un
singur derivat monoclorurat, la clorurare catalitică.
– izomerii A1, A3 și A7 nu pot fi obținuți printr -o reacție de alchilare Friedel -Crafts.
Rezolvarea aplicației 3
– scrierea datelor problemei
C6H6; C2H4; C8H10:C6H6 = 5:2:1 = 5a:2a:a
– scrierea ecuațiilor reacțiilor chimice
CH2CH2H2SO4CH2CH3
CH2CH2H2SO4CH2CH3
CH2CH3CH2CH3
CH2CH3+
+2 +

– stabilirea rapoartelor molare de combinare, în funcție de raportul molar între produși
C6H6C2H4 C8H10
C6H6 C2H4 C10H14
C6H6 C6H6+
+21 mol 1 mol 1 mol
1 mol 1 mol 1 mol
1 mol 1 mol5a
2a
a5a 5a
2a
a4a
.
– determinarea raportului de combinare C 6H6:C2H4
υC6H6 = 8a; υC 2H4 = 9a; raport molar C 6H6:C2H4 = 8:9.
– calcularea maselor molare și a maselor reactanților
μC6H6 = 78; μC 2H4 = 29; mC 6H6 = 78·8a; mC 2H4 = 29·9a.
– determinarea raportului masic de combinare între reactanți
Raportul masic C 6H6:C2H4 = (78·8a)/(29·9a) = 2,5 .
– calcularea conversiei utile și totale
Cu = (υ u/υ)·100; Ct = (υ t/υ)·100; υ u = 5a; υ t = 7a; υ = 8a; C u = 62,5%; Ct = 87,5%.
– calcularea masei de benzen
ρ = m/V; mC 6H6 = 1418,18·103·0,88 = 1248 kg.

122
– calcularea cantității (mol) de benzen
υ = m/μ; υC 6H6 = 1248/78 = 16 kmol.
– determinarea necunoscutei a din raportul între produși
8a = 16, a = 2.
– calcularea cantității de etilbenzen
υC8H10 = 5a = 10 kmol.
– calcularea masei de etilbenzen obținut
μC8H10 = 106 g/mol; υ = m/μ; mC 8H10 = 1060 kg.
În scopul fix ării algoritmului utilizat în rezolvarea aplicației 3, profesorul indică
rezolvarea a două probleme asemănătoare din manual.
6.4. Activități desfășurate în cadrul cercului de chimie, pe tema “Substituția electrofilă
aromatică”
6.4.1. Proiectarea unei activități în cad rul cercului de chimie, cu tema “Sinteza
acizilor sulfonici”
Metode didactice: învățarea/instruirea programată, modelarea, conversația, explicația,
rezolvarea de exerciții și probleme.
Mijloace didactice: fișa de exerciții și probleme.
Obiective operaționa le. La sfârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să descrie și să modeleze mecanismul reacției de sulfonare a benzenului și naftalinei;
O2: să precizeze orientarea celui de al doilea substituent la nucleul aromatic pe baza efectelor
electronice;
O3: să cl asifice substituenții de pe nucleul aromatic, în funcție de efectele electronice pe care
le manifestă;
O4: să aplice algoritmul corespunzător în rezolvarea problemelor de calcul.
Conținutul fișei de lucru
Aplicația 1
R (nivel ridicat de dificultate)
– Indicați cauza existenței mai multor izomeri de poziție la nucleul aromatic.
– Explicați de ce reacțiile de substituție la nucleul aromatic conduc la obținerea unor
amestecuri formate din izomeri o, m și p, în procente diferite.
M (nivel mediu de dificultate)

123
– Explicați distribuția electronilor în molecula benzenului, în comparație cu distribuția
electronilor la derivații substituiți ai acestuia, ținând cont de efectele electronice ale
substituenților existenți.
I (informație)
– Revedeți interacțiunile electr onice studiate în cadrul întâlnirilor anterioare și influența
acestora asupra orientării substituenților.
Aplicația 2
R (nivel ridicat de dificultate)
– Descrieți mecanismul reacției de sulfonare a benzenului, pe baza cunoștințelor acumulate
anterior, refe ritoare la tipurile de mecanisme de reacție și efectele electronice.
Observație. În cazul procesului de sulfonare la nucleul aromatic, etapa determinantă de viteză
este reversibilă, deoarece se desfășoară cu o viteză comparabilă cu cea a procesului de
eliminare a grupei SO 3.
M (nivel mediu de dificultate)
– Precizați natura reactantului H 2SO 4.
– Indicați tipul reacției posibile, ținând cont de natura substratului și a reactantului.
I (informație)
– molecula de H 2SO 4 generează agentul reactant:

– agentul de sulfonare este molecula de SO 3.
– precizați ce tip de reactant este SO 3, ținând cont de structura lui.
Aplicația 3
R (nivel ridicat de dificultate)
– Descrieți procesul de sulfonare a naftalinei.
M (nivel mediu de dificultate)
– Explicați inf luența condensării nucleelor aromatice asupra distribuției electronice.
I (informație)
– Precizați deosebirea între benzen și nafalină, în ceea ce privește izomerii monosubstituiți.
– Creșterea temperaturii de la 100 la 160°C influențează procesul de sulfo nare la naftalină.
Observație. La sulfonarea avansată a arenelor și a derivaților acestora, orientarea următorului
substituent la nucleu depinde de natura substituentului preexistent, când rezultă în proporție
mai mare izomerul mai stabil.
Aplicația 4
R (nivel ridicat de dificultate)
Modelați ecuațiilor reacțiilor de sulfonare a următorilor compuși:

124
a) toluen; clorobenzen; fenol.
b) acid benzensulfonic.
Aranjați reacțiile de sulfonare modelate anterior în ordinea creșterii vitezei de reacție.
justificați ră spunsul.
M (nivel mediu de dificultate)
– Indicați acțiunea substituenților din următorii compuși asupra reactivității nucleului aromatic
și asupra orientării următorului substituent:
a) toluen, clorobenzen, fenol;
b) acid benzensulfonic.
– Aranjați substi tuenții din moleculele compușilor de mai sus în funcție de efectul activant sau
dezactivant asupra nucleului.
I (informație)
– Clasificați substituenții de pe nucleul aromatic în funcție de natura și intensitatea efectelor
lor electronice.
– Aranjați subst ituenții în ordinea activării nucleului aromatic.
Aplicația 5
Observație:
Introducerea celui de al doilea substituent la naftalină este determinată de natura
substituentului preexistent și de condițiile de lucru:
– substituenții de ordinul I, cu efect put ernic +E, situați în poziția α, orientează următorul
substituent în pozițiile 2 și 4; cei cu efect +E slab orientează următorul substituent în pozițiile
2, 4 și 5;
– substituenții de ordinul I situați în poziția β orientează următorul substituent în poziți ile 1, 6
și 8;
– substituenții de ordinul II, situați fie în α, fie în β, orientează următorul substituent în
pozițiile 5 și 8.
R (nivel ridicat de dificultate)
– Descrieți procesul de sulfonare la derivații substituiți ai naftalinei.
M (nivel mediu de dif icultate)
– Alegeți câte un exemplu de substituent de ordinul I, respectiv de ordinul II și legați -i în
poziția α, respectiv poziția β.
– Modelați ecuațiile reacțiilor de sulfonare pentru compușii aleși, precizând pozițiile în care se
poate lega gruparea s ulfonică.
I (informație)

125
– Scrieți grupările cu efect +E (respingătoare de electroni) în ordinea creșterii intensității
efectului electronic.
– Grupările cu efect –E sunt atrăgătoare de electroni.
– Cum se numerotează pozițiile atomilor de C din molecula n aftalinei?
Temă:
1) Sintetizați metiloranjul, folosind ca materii prime: CH 4, NH 3, Cl 2, H2SO 4.
2) Sintetizați β -nitronaftalina pornind de la metan ca unică sursă de materie organică și orice
compus anorganic.
Bibliografie:
1) Nenițescu, C.D., Chimie organi că, volumul I, Editura Didactică și Pedagogică, București,
1980.
2) Iovu, M., Chimie organică, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1996.
3) Avram, M., Chimie organică, volumul I, Editura Academiei, București, 1983.
Rezolvarea fișei de activitate
Aplicația 1
– în molecula benzenului electronii sunt distribuiți uniform;
– la derivații substituiți ai benzenului apar interacțiuni electronice între gruparea funcțională
sau radical, rezultatul fiind deplasarea electronilor σ sau π;
– prezența substituenți lor pe nucleul aromatic determină o schimbare a densității electronice,
influențând astfel pozițiile în care se vor lega următorii substituenți;
– orientarea următorului substituent are loc în pozițiile o și p, dacă grupările au efect +E sau în
poziția m, dacă grupările prezintă efect –E.
Aplicația 2
– reacția de sulfonare se poate realiza cu H 2SO 4 fumans sau cu oleum (soluție de acid sulfuric,
cu 20% SO 3 dizolvat):
H2SO4SO3H
+toC
-H2O
benzen acid benzensulfonic

– reacția de sulfonare la nucleul aromatic decurge după un mecanism d e substituție electrofilă
aromatică (SEAr) și este un proces reversibil, iar agentul electrofil este molecula de SO 3,
deficitară în electroni:

126
– spre deosebire de alte mecanisme SEA r, reacția de sulfonare la nucleul aromatic este un
proces reversibil , datorită structurii amfionice a complexului σ, format în prima etapă:
SO3 C+ C S+O
OO
– SO3C+HSO3
SO3H
polarizare+
(I)-
(desulfonare)-H+
structurã
amfionicã

– amfionul format poate suferi atât reacție de deprotonare, dar și procesul de invers, de
desulfonare a produsului format, în funcție de concentrația H 2SO 4.
Aplicația 3
– la naftalină, distribuția norilor electronici nu mai este una uniformă, datorită condensării
celor două nuclee;
– din această cauză, caracterul aromatic scade și, ăn același timp crește caracterul nesaturat;
– gradul de nesaturare este mai pronun țat la unul dintre nuclee;
– în molecula naftalinei există două poziții cu reactivitate diferită, și anume pozițiile α (1, 4, 5
și 8), mai reactive și pozițiile β (2, 3, 6 și 7), mai puțin reactive;
– introducerea unei grupări în poziția β se va face, astf el, în condiții mai energice, față de
poziția α:
H2SO4SO3H
SO3HH2SO4
160 – 200oC160oCacid 1-naftalensulfonic
acid 2-naftalensulfonic80 – 100oC

Aplicația 4
– prezența substituenților cu efect +I și +E (respingător de electroni) mărește densitatea
electronică, orientând substituenții în o și p;
– excepția o reprezintă halogenii , care dezactivează nucleul aromatic, din cauza efectului –I
puternic;
– intensitatea efectului +E crește în ordinea –X < – R < -OH, deci și reactivitatea la nucleu va
crește în acest sens;

127

Cl
H2SO4Cl
SO3HCl
SO3H
CH3
H2SO4CH3
SO3HCH3
SO3H
OH
H2SO4OH
SO3HOH
SO3H+ + +H2O
clorobenzen acid o-clorobenzensulfonic acid p-clorobenzensulfonic(A)
+ + +H2O
metilbenzen acid o-metilbenzensulfonic acid p-metilbenzensulfonic(B)
+ + +H2O
hidroxibenzen acid o-hidroxibenzensulfonic acid p-hidroxibenzensulfonic(C)
– în prezența substituenților care manifest ă efect –E (atrăgător de electroni) are loc
dezactivarea nucleului în pozițiile o și p, fiind favorizată substituția în poziția m:
SO3H
H2SO4SO3H
SO3H+ + H2O
acid benzensulfonic acid m-benzendisulfonic(D)

– viteza de desfășurare a celor patru reacții crește în ordinea: (D) < (A) < (B) < (C).
Aplicația 5
OH
H2SO4OH
SO3HOH
SO3H
OH
H2SO4SO3H
OHOH
SO3HOH SO3H
NO2
H2SO4NO2
SO3HNO2SO3H+ + +H2O
1-naftol acid 1-hidroxi-2-naftalensulfonic acid 1-hidroxi-4-naftalensulfonic
+ + +H2O
2-naftol acid 2-hidroxi-1-naftalensulfonic
acid 1-hidroxi-6-naftalensulfonic+
acid 8-hidroxi-8-naftalensulfonic
+ + +H2O
1-naftol acid 5-hidroxi-1-naftalensulfonic acid 8-hidroxi-1-naftalensulfonic

6.4.2. Proiectarea unei activități de laborator în cadrul cercului de chimie, cu tema
“Sinteza acidului sulfanilic”
Tipul activității: activitate pe grupe.
Locul de desfășurare: laboratorul de chimie.
Competențe specifice vizate:

128
C1: verifica rea proprietăților chimice ale substanțelor studiate;
C2: dezvoltarea capacității de lucru în echipă;
C3: dezvoltarea abilităților de a lucra cu ustensile și reactivi;
C4: dezvoltarea capacității de a sistematiza informațiile.
Obiective operaționale. La sf ârșitul activității, elevii trebuie:
O1: să efectueze experimental reacția de sulfonarea a anilinei;
O2: să utilizeze corect ustensilele și reactivii de laborator;
O3: să descrie mecanismul de desfășurare a procesului de sulfonare a anilinei;
O4: să sistem atizeze informațiile, sub forma unui referat sau tabel;
O5: să utilizeze algoritmul corespunzător în rezolvarea problemelor cantitative.
Metode didactice utilizate: conversația, explicația, experimentul de laborator, modelarea,
algoritmizarea.
Materiale di dactice utilizate: fișa de lucru, ustensile, reactivi.
Descrierea activității
Activitate profesor
– prezintă elevilor fișa de lucru, care conține și normele de protecția muncii specifice temei
dezbătute;
– discută cu elevii și explică modul de lucru;
– urmărește activitatea elevilor;
– oferă indicații elevilor.
Activitate elevi
– ascultă indicațiile profesorului;
– efectuează experimentul;
– notează observațiile;
– stabilesc concluziile;
– descriu modul de desfășurare a procesului de sulfonare a anilinei;
– rezolvă problema propusă.
Conținutul fișei de activitate
Ustensile și reactivi necesari: eprubete, pipete, baie de nisip, pahar Berzelius, instalație de
filtrare, soluție de H 2SO 4 96%, anilină.
Mod de lucru:
Informație: Acidul sulfanilic se obține prin în călzirea timp de 2 -4 ore a sulfatului de anilină,
rezultat inițial în urma reacției anilinei cu acidul sulfuric.

129
– într-o eprubetă mai largă, perfect curată și uscată, se introduc 10 mL acid sulfuric de
concentrație 96%;
– se adaugă apoi, picătură cu picăt ură, 3 mL de anilină, agitând continuu;
– amestecul se încălzește pe o baie de nisip, timp de 2 -4 ore;
– amestecul obținut se răcește parțial și apoi se toarnă într -un pahar ce conține 20 mL apă rece;
– acidul sulfanilic se depune sub formă de cristale, ca re se filtrează și se spală pe filtru, cu apă
rece; [26]
– notați observațiile în caiet;
– scrieți ecuațiile reacțiilor în urma cărora se obține acidul sulfanilic, pornind de la benzen;
Problemă
Pentru obținerea acidului sulfanilic, se introduc într -un ba lon 10 mL soluție de H 2SO 4
96%, cu ρ = 1,84 g/mL și apoi 3 mL anilină, cu ρ = 0,90 g/mL, apoi se ξncγlzește pe baie de
nisip timp de 2 -4 ore. Considerβnd cγ ξn timpul operațiilor de filtrare, spγlare și purificare au
loc pierderi de 25% din substanța obțin utγ, determinați masa de acid sulfanilic rezultatγ.

130

ANEXE
1. Proiect didactic: “Proprietăți chimice ale arenelor. Reacția de substituție”
I. Generalități
1. Disciplina: CHIMIE
2. Cadru didactic: Bouariu Teodor -Cătălin
3. Unitatea de învăț are: Hidrocarburi aromatice
4. Unitatea de conținut: Proprietăți chimice ale hidrocarburilor aromatice. Reacții de
substituție
5. Tipul lecției: lecție de dobândire de noi cunoștințe
6. Clasa: a X -a, profil Resurse naturale și protecția muncii, 1 oră/săptă mână
7. Locul desfășurării: laboratorul de chimie
8. Durata: 2 ore de curs
II. Strategie didactică
9. Competențe specifice:
C1: Descrierea comportării compușilor organici studiați în funcție de clasa de apartenență ;
C2: Formularea unor reguli, definiții, generalizări care să fie utilizate în studiul claselor de
compuși ;
C3: Utilizarea în mod sistematic, a terminologiei specifice, într -o varietate de contexte de
comunicare ;
C4: Efectuarea de investigații pentru evidențierea unor caracteristici, proprietăți, relații .
10. Obiective operaționale. La sfârșitul lecției, elevii trebuie:
O1: să modeleze corect formulele de structură plane ale substanțelor studiate;
O2: să denumească corect substanțele studiate;
O3: să clasifice reacțiile chimice specifice hidrocarb urilor aromatice;
O4: să modeleze ecuațiile reacțiilor chimice specifice hidrocarburilor aromatice;
O5: să explice importanța reacțiilor studiate;
O6: să explice orientarea subtituenților în reacțiile de substituție la nucleu.
11. Metode didactice utilizat e: conversația, explicația, modelarea, algoritmizarea, rezolvarea
de exerciții și probleme.
12. Mijloace și materiale didactice utilizate: tabla, videoproiectorul, manualul.
13. Tipul activității: activitate individuală și frontală.

131
III. Scenariu didactic
14. Moment organizatoric
14.1. Efectuarea prezenței
14.2. Captarea atenției
15. Realizarea ideilor ancoră
A. Ce sunt hidrocarburile aromatice?
B. Care sunt reacțiile specifice nucleului aromatic?
16. Trecerea la noua lecție:
Hidrocarburile aromatice repre zintă o materie primă extrem de importantă în industri
chimică, deoarece în urma reacțiilor chimice la care participă se obține o mare varietate de
compuși cum ar fi coloranți, medicamente sau mase plastice.
17. Desfășurarea lecției
17.1. Activitate profes or
– scrie titlul lecției pe tablă;
– anunță obiectivele la nivelul clasei;
– transmite informațiile și solicită elevilor să participe la desfășurarea lecției, prin activitate
individuală, respectiv frontală, la tablă;
– observă activitatea elevilor pe par cursul desfășurării lecției;
– corectează eventualele erori efectuate de elevi și oferă explicațiile necesare;
– evaluaează activitatea elevilor pe parcursul lecției;
– solicită elevilor să se autoevaluaeze la sfârșitul activității.
17.2. Activitate elevi:
– notează informațiile în caiete;
– sunt atenți la explicațiile profesorului;
– rezolvă sarcinile de lucru trasate de profesor, participând activ la desfășurarea activității;
– elevilor care s -au remarcat prin activitatea lor în timpul lecției, profesorul le poate cere să se
autoevalueze.
17.3. Conținutul lecției: “Proprietăți chimice ale hidrocarburilor aromatice. Reacții de
substituție”
Informație: Reactivitatea hidrocarburilor aromatice crește cu creșterea numărului de nuclee
aromatice. Reacțiile la car e participă această clasă de compuși organici sunt:
– reacții de substituție: la nucleu și la catena laterală;
– reacții de adiție;
– reacții de oxidare: la nucleu și la catena laterală.

132
1. Reacții de substituție la nucleul aromatic
Exercițiu: Definiți rea cția de substituție, învățată la capitolul “Alcani”.
Rezolvare: Reacția de substituție reprezintă procesul prin care unul sau mai mulți atomi din
molecula unui compus sunt înlocuiți cu unul sau mai mulți atomi dintr -un alt compus.
Informație:
1.1. Reacția de halogenare: este procesul chimic în urma căruia unul sau mai mulți atomi de la
nucleul aromatic sunt înlocuți cu atomi de halogen (Cl, Br sau I).
Schema generală a procesului de halogenare la nucleu este:
Ar-H Ar-X + X-X + HX
hidrocarburã
aromaticãhalogenderivat
halogenat
aromaticcatalizator
.
Catalizatorii utilizați în reacțiile de halogenare la nucleu sunt: FeCl 3, FeBr 3 sau AlCl 3 pentru
Cl2 și Br 2 și HNO 3 pentru I 2.
Exercițiu: Modelați, cu ajutorul formuelor și simbolurilor chimice, următoarele ecuații
chimice: a) monoclorurarea catalitică a benzenului;
b) monoiodu rarea benzenului.
Rezolvare:
a)
Cl2FeCl3Cl
+ +HCl
benzen clorobenzen
(clorurã de fenil) b)
I2HNO3I
+ +HI
benzen iodobenzen
(iodurã de fenil) .
Informație:
Naftalina prezintă două poziții cu reactivitate diferită: 1, 4, 5 și 8 (α), mai reactive și 2, 3, 6 și
8 (β), mai puțin reactive:
1
2
3
4 56789
10

Exerciț iu: Știind că la clorurarea catalitică a naftalinei, produsul final de reacție este 1, 2, 3, 4 –
tetracloronaftalina (α -cloronaftalina este neizolabil, iar β -cloronaftalina nu se poate obține
direct), modelați ecuația reacției de clorurare a naftalinei.
Rezo lvare:

133

Cl2FeCl3Cl
Cl
Cl
Cl+
naftalinã 1,2,3,4-tetracloronaftalinã.
Informație:
1.2. Reacția de nitrare: este procesul chimic prin care un atom de H de la nucleul aromatic
este înlocuit cu o grupare nitro ( -NO 2), provenită dintr -un amestec de soluții concentrate de
HNO 3 și H 2SO 4 (amestec nitr ant sau sulfonitric).
Schema generală a procesului de nitrare este:
Ar-H Ar-NO2HNO3H2SO4+ +H2O
hidrocarburã
aromaticãnitroderivat
aromatic
.
Nitroderivații aromatici sunt compuși organici de culoare galbenă, utilizați în sinteza
coloranților.
Exercițiu: Modelați ecuațiile următoarelor reacții chimice:
a) mononitrarea benzenului;
b) mononitrarea naftalinei, știind că se obține numai derivatul α -substituit.
Rezolvare:
a)
HNO3H2SO4NO2
+ +H2O
benzen nitrobenzen
b)
HNO3H2SO4NO2
+H2O
1-nitronaftalinã+
naftalinã .
Informație:
1.3. Reacția de sulfonare: este procesul chimic în urma căruia un atom de H de la nucleul
aromatic se înlocuiește cu gruparea sulfonică ( -SO 3H) provenită din acid sulfuric concentrat
(fumans) sau din oleum (soluție de acid sulfuric, cu 20% SO 3 dizolvat).
Schema generală a reacției de sulfonare este:
Ar-H Ar-SO3H H2SO4 + +H2O
hidrocarburã
aromaticãacid sulfonic
aromatic

Exerciți u: Modelați ecuațiile următoarelor reacții chimice:
a) monosulfonarea benzenului;

134
b) monosulfonarea naftalinei, știind că reacția este controlată termodinamic (depinde de
temperatură): la 80 – 100°C se formează derivatul α -substituit, iar la 160 – 200°C re zultă
derivatul β -substituit.
Rezolvare:
a)
H2SO4SO3H
+ +H2O
acid benzensulfonic ; b)
SO3, H2SO4SO3H
SO3HSO3, H2SO4180oC
160oC160oCacid 1-naftalensulfonic
acid 2-naftalensulfonic
.
Informație:
1.4. Reacția de alchilare Friedel -Crafts: este procesul chimic prin care un atom de H de la
nucleul aromatic este înlocuit cu un radical alchil, pr ovenit de la un derivat halogenat, alchenă
sau alcool.
Catalizatorii utilizați la reacția de alchilare sunt AlCl 3 anhidră în cazul derivaților halogenați,
AlCl 3 umedă sau H 2SO 4 în cazul alchenelor și H 2SO 4 în cazul alcoolilor.
Schema generală a reacției d e alchilare Friedel -Crafts este:
Ar-H R-XAlCl3 anh.
Ar – R + + HX
hidrocarburã
aromaticãderivat
halogenatalchil-benzen
.
Exercițiu: Modelați ecuațiile următoarelor reacții chimice:
a) alchilarea benzenului cu clorometan;
b) alchilarea benzenului cu propenă;
c) alcilarea benzenului cu etanol.
Rezolvare:
a)
CH3ClAlCl3 anh.CH3
+ +HCl
benzen clorometan metilbenzen
(toluen)
b)
AlCl3CHCH3 CH3
CH2CHCH3 +
benzen propenã izopropilbenzen
(cumen) c)
CH2CH3
CH3CH2
OHH2SO4+
benzen etanol etillbenzen
Informație:

135
1.5. Reacția de acilare: este procesul chimic în urma căruia un atom de H de la nucleul
aromatic este înlocuit cu gruparea acili ( -CO-R), provenită de la o halogenură acidă, R -COX
sau anhidridă acidă, (R -CO) 2O.
Procesul de acilare se realizează în prezența AlX 3 anhidră, cu rol de catalizator și rezultă
cetone mixte sau aromatice.
Schema generală a procesului de acilare Friedel -Crafts este:
Ar – H RCO
XAlX3Ar CO
R+ +HX
hidrocarburã
aromaticãhalogenurã
acidã cetonã

Exercițiu: Modelează ecuațiile următoarelor reacții chimice:
a) reacția de acilare a benzenului cu clorura de acetil, CH 3 – CO – Cl;
b) reacția de acilare a benzenului, în urma căreia se obține n -butil-fenilcetonă.
Rezolvare:
a)
CH3CO
ClAlX3CO
CH3+ + HCl
benzen clorurã
de acetilfenil-metil-cetonã
(acetil-benzen/acetofenonã) ;
b)
CCH2
CH2CH2
CH3O
ClAlX3CO
CH2CH2
CH2CH3
+ +HCl
benzen clorurã de n-pentil n-butil-fenil-cetonã .
Informație:
1.6. Orientarea substituenților la nucleul aromatic
A. Substituția la derivații substituți ai benzenului este orientată, în funcție de natura
substituentului preexistent, astfel:
a) substituenții de ordinul I: activează nucleul aromatic în pozițiile 2 (orto, o) și 4 (para, p) și
rezultă 2 izomeri disubstituiți.
Din această categorie fac parte: -R (alchil), -OH (hidroxi), -NH 2 (amino), -X (halogeno).
Exercițiu: Modelați ecuațiile următoarelor reacții chimice:
– alchilarea toluenului cu clorom etan;
– monoclorurarea fenolului (hidroxibenzen);
– mononitrarea toluenului.
Rezolvare:

136
–
CH3
CH3ClAlCl3CH3
CH3CH3
CH3+ + +HCl
toluen clorometan o-xilen p-xilen ;
–
OH
Cl2FeCl3OH
ClOH
Cl+ + +HCl
fenol clor o-clorofenol p-clorofenol ;
–
CH3
HNO3H2SO4CH3
NO2CH3
NO2+ + +H2O
toluen acid azotic o-nitrotoluen p-nitrotoluen .
Informație:
b) substituenții de ordinul II: dezactivează nucleul aromatic în pozițiile o ș i p și rezultă un
singur izomer disubstituit, izomerul meta.
Din această categorie fac parte: -COOH (carboxil), -C=O (carbonil), -NO 2 (nitro), -SO 3H
(gruparea sulfonică), -NH 4+ (amoniu), -CHX 2 (dihalogenometil), -CX 3 (trihalogenometil), –
C≡N (nitril).
Exer cițiu: Modelați ecuațiile următoarelor reacții chimice:
a) monoclorurarea nitrobenzenului;
b) monoalchilarea acidului benzen sulfonic cu etenă.
Rezolvare:
a)
NO2
Cl2FeCl3NO2
Cl+ +HCl
nitrobenzen m-cloronitrobenzen ; b)
SO3H
CH2CH2H2SO4SO3H
CH2CH3+ +HCl
acid benzensulfonic acid m-etilbenzensulfonic
.
Informație:
1.7. Reacții de substituție la c atena laterală. Reacția de clorurare fotochimică: constă în
înlocuirea unuia sau mai multor atomi de H din poziție benzilică, cu atomi de clor.
Exercițiu: Modelați ecuațiile reacțiilor de clorurare fotochimică a toluenului.
Rezol vare:

137

CH3
Cl2CH2Cl CHCl2
CCl3
++ Cl2/ + Cl2/
-HCl -HCl -HCl
toluen clorurã de
benzilclorurã de
benzilidenfeniltriclormetan
17.4. Fixarea cunoștințelor
Exercițiul 1: Modelați ecuația reacției de trinitrare a toluenului, când se obține un compus
utilizat ca exploziv.
Exercițiul 2: Explicați de ce grupările nitro intră pe pozițiile 1,3,5 la nucleul aromatic
nesubstituit, iar în cazul toluenului intră pe pozițiile 2,4,6.
Exercițiul 3: Ecuația reacției care stă la baza exploziei trotilului (2,4,6 -trinitrotoluen) este:
4C7H5O6N3 + 21O 2 → 28CO 2 + 10H 2O + 6N 2 +Q. Calculați volumul de gaze degajat la
explozia a 2 kmol TNT, măsurat la 1 atm și 25°C.
Rezolvare:
1.
CH3
HNO3H2SO4CH3
NO2
NO2O2N
+3+3H2O
toluen 2,4,6-trinitrotoluen
2. Gruparea nitro este substituent de ordinul II, iar gruparea metil este substituent de ordin I.
3. 4 mol TNT … 44 mol gaze
2 kmol TNT … x
x = 22 kmol gaze.
T = 25 +273 = 298 K; p = 1 atm; R = 0,082 La tm/molK; pV = υRT; V = 48,872 m3 gaze.
2. Proiect didactic: “Proprietăți chimice ale arenelor. Reacția de substituție la nucleu”
I. Generalități
1. Disciplina: CHIMIE
2. Cadru didactic: Bouariu Teodor -Cătălin
3. Unitatea de învățare: Hidrocarburi aromatice
4. Unitatea de conținut: Proprietăți chimice ale hidrocarburilor aromatice. Reacții de
substituție la nucleu
5. Tipul lecției: lecție de fixare și consolidare a cunoștințelor
6. Clasa: a X -a, profil Resurse naturale și protecția muncii, 1 oră/săptămână
7. Lo cul desfășurării: laboratorul de chimie
8. Durata: 1 oră de curs
II. Strategie didactică

138
9. Competențe specifice
C1: Utilizarea în mod sistematic, a terminologiei specifice, într -o varietate de contexte de
comunicare .
C2: Descrierea comportării compușilor organici studiați în funcție de clasa de apartenență .
C3: Formularea unor reguli, definiții, generalizări care să fie utilizate în studiul claselor de
compuși .
10. Obiective operaționale. La sfârșitul lecției elevii trebuie:
O1: Să indice tipul reacțiilor studiate la proprietățile chimice ale arenelor.
O2: să explice modul de orientare a substituenților la nucleul aromatic.
O3: să rezolve exerciții, probleme și scheme problematizate, pe baza cunoștințelor dobândite
în studiul proprietăților chimice ale are nelor.
11. Metode didactice: conversația, modelarea, explicația, problematizarea, rezolvarea de
exerciții și probleme.
12. Materiale didactice: fișa de exerciții și probleme, calculatorul, videoproiectorul.
13. Tipul activității: activitate pe grupe și fro ntală.
III. Scenariu didactic
14. Moment organizatoric:
14.1. notarea absențelor;
14.2. captarea atenției;
15. Reactualizarea cunoștințelor
Profesorul stabilește, împreună cu elevii, planul de recapitulare a unor cunoștințe necesare
rezolvării aplicațiilor din fișa de lucru:
1. Reacții de substituție la nucleu: halogenarea, alchilarea, acilarea, nitrarea, sulfonarea.
2. Orientarea substituenților la nucleu.
3. Halogenarea fotochimică în poziție benzilică.
16. Trecerea la noua lecție: Scopul activității de a stăzi este consolidarea cunoștințelor despre
proprietățile chimice ale hidrocarburilor aromatice.
17. Desfășurarea lecției
17.1. Activitate profesor
– scrie titlul lecției pe tablă;
– anunță obiectivele la nivelul clasei;
– distribuie fișele de lucru și pr oiectează fișa pe tablă, cu ajutorul calculatorului și
videoproiectorului;
– împarte elevii pe grupe de lucru;

139
– observă activitatea elevilor pe parcursul desfășurării lecției;
– corectează eventualele erori efectuate de elevi și oferă explicațiile necesar e;
– evaluaează activitatea elevilor pe parcursul lecției;
– corectarea și evaluarea rezultatelor elevilor se poate face frontal, prin rezolvarea aplicațiilor
la tablă;
– solicită elevilor să se autoevaluaeze la sfârșitul activității.
17.2. Activitate elev i:
– notează informațiile în caiete;
– sunt atenți la explicațiile profesorului;
– rezolvă exercițiile și problemele din fișa de activitate.
17.3. Conținutul fișei de activitate
Aplicația 1. Completați spațiile libere din fiecare enunț cu noțiunea potrivit ă din paranteză.
1) Hidrocarburile aromatice participă cu ușurință la reacții de … (substituție / adiție).
2) Caracterul aromatic al naftalinei este mai … decât al benzenului (slab / tare).
3) Substituenții de ordinul I prezenți pe nucleul aromatic oriente ază următoarea substituție în
poziție … (o și p / m).
4) Reacția de monoclorurare catalitică a toluenului este un proces de … (adiție / substituție).
5) La monoclorurarea fotochimică a toluenului se obține … (clorură de m -tolil / clorură de
benzil).
Aplica ția 2. Stabiliți valoarea de adevără (A -adevărat, F -fals) pentru fiecare dintre
următoarele enunțuri.
1) Iodul reacționează cu benzenul în prezență de acid azotic.
2) Reacția de sulfonare a benzenului se poate realiza cu acid sulfuric fumans sau cu oleum ș i
este un proces reversibil.
3) Toluenul se poate obține din benzen, printr -un proces de acilare Friedel -Crafts.
4) Fenil -metil -cetona se poate obține din benzen, printr -un proces de alchilare.
5) Sulfonarea naftalinei este influențată termodonamic (depind e de temperatură), când
conduce la obținerea acizilor α și β -naftalensulfonic.
Aplicația 3. Scrie în dreptul numărului de ordine corespunzător fiecărei reacții din coloana A,
litera corespunzătoare denumirii produsului organic de reacție din coloana B.
A B
1. naftalină + amestec sulfonitric a) m-dinitrobenzen
2. benzen + clorură de benzil b) difenilmetan
3. benzen + etenă (H 2SO 4) c) 1-nitronaftalină

140
4. nitrobenzen + amestec sulfonitric d) 2-nitronaftalină
5. 1-nitronaftalină + Cl 2 (FeCl 3) e) 5-cloro -1-nitronaftalină
f) etilbenzen
Aplicația 4. Se supun mononitrării 125 kg de benzen, cu puritatea de 80%. Calculați masa de
acid azotic 70% necesară, știind că s -a lucrat cu un exces de 5 %. Determinați randamentul
reacției de nitrare, dac ă au rezultat 155 kg de nitrobenzen.
Aplicația 5. Determinați masa de p -xilen ce reacționează catalitic cu 100 L de Cl 2 (măsurați la
27°C și 1,23 atm), dacă randamentul reacției a fost de 90%.
Aplicația 6. Prin tratarea benzenului cu propenă, în prezența A lCl3 umedă, rezultă un amestec
de reacție format din i -propilbenzen, di -i-propilbenzen și benzen nereacționat, în raport molar
de 2:2:1. Care este volumul de benzen (ρ=0,88 g/mL), necesar pentru a obține 36 g de i –
propilbenzen.
Aplicația 7. Prin nitrarea a 400 g naftalină de puritate 89,6% se obțin 387, 52 g α –
nitronaftalină. Determinați randamentul reacției.
Aplicația 8. Se supun clorurării catalitice 200 mL benzen, cu ρ=0,88 g/mL. Determină masa
de produs monoclorurat obținută, dacă randamentul reacției a fost de 70%.
Aplicația 9. Se supun reacției de nitrare 18,4 g de toluen. Masa de reacție rezultată conține o –
nitrotoluen, p -nitrotoluen și toluen nereacționat, în raport molar de 1:3:1. Calculați masa de p –
clorotoluen obținută.
Aplicația 10. Pentru sulfon area unei cantități de benzen se utilizează 300 g soluție de acid
sulfuric 98%. Știind că randamentul de transformare a benzenului este de 80%, calculați masa
de benzen introdusă în reacție, respectiv cantitatea de produs de reacție rezultată.
Rezolvarea a plicațiilor din fișa de activitate
Aplicația 1. substituție; slab; o și p; substituție; clorură de benzil.
Aplicația 2. Sunt corecte afirmațiile 1), 2) și 5).
Aplicația 3. 1 -c; 2-b; 3-f; 4-a; 5-e.
Aplicația 4. 121,1 kg soluție de acid azotic; 98,3%.
Aplica ția 5. 477 g p -xilen.
Aplicația 6. 66,477 mL benzen necesar.
Aplicația 7. 80%.
Aplicația 8. 177,6 g clorobenzen.
Aplicația 9. 16,32 g.
Aplicația 10. 292,5 g benzen; 3 mol acid benzensulfonic.

141
17.4. Anunțarea temei pentru acasă. Sunt propuse spre rezolvare aplicațiile din fișă, care nu au
fost rezolvate la clasă.
18. Bibliografie
Vlădescu, L. Tăbărășanu -Mihăilă, C., Doicin, L. I. – Chimie, Manual pentru clasa a X -a,
Editura Art, București 2005
3. Studiu de caz
Pentru aprecierea gradului de înțelegere a noțiunii de agent electrofil și substituție
electrofilă aromatică, discutate în timpul activităților din cadrul cercului de chimie, a fost
aplicat un test de evaluare, pe două grupe de elevi participanți la activități.
Competențe specifice vizate:
C1: Utilizarea î n mod sistematic, a terminologiei specifice, într -o varietate de contexte de
comunicare .
C2: Descrierea comportării compușilor organici studiați în funcție de clasa de apartenență .
Obiective operaționale. Elevii trebuie:
O1: să descrie corect noțiunile de mecanism de reacție, substituție, substituție electrofilă;
O2: să reprezinte cu ajutorul formulelor și simbolurilor chimice, mecanismele unor reacții
chimice;
O3: să utilizeze un limbaj chimic corect, în enunțuri adecvate.
Structura testului
Subiect 1. De finiți următoarele noțiuni:
a) reactant electrofil;
b) mecanism de reacție;
c) substituție electrofilă aromatică. Exemplificați.
Subiect 2. Modelați mecanismul reacției de mononitrare a benzenului.
Rezolvarea testului
Grupa 1
Subiect 1. a) Reactantul elec trofil reprezintă o particulă cu afinitate pentru electroni:
cation sau moleculă neutră. Exemple: carbocationul metil, CH 3+ sau molecula de trioxid de
sulf, SO 3.
b) Mecanismul de reacție reprezintă totalitatea etapelor de transformare prin
care trec reac tanții, până să se transforme în produși de reacție.

142
c) Substituția electrofilă aromatică este procesul chimic în urma căruia un atom
de hidrogen de la nucleul aromatic este înlocuit de o particulă provenită de la un reactant
electrofil. Exemple: clorura rea catalitică a benzenului, alchilarea benzenului.
Subiect 2. Mecanismul reacției de mononitrare a benzenului:
.
Interpretarea testului
Cele două grupe de elevi provin de la clasa a X -a (grupa 1, 8 elevi) și clasa a XI -a (grupa 2,
10 elevi).
Grupa 1
Subiectul 1
a) – au răspuns corect 8 elevi (100%).
b) – au răspuns corect 6 elevi (75%).
c) – au răspuns corect 6 elevi (75%).
Subiectul 2 – au răspuns corect 3 elevi (procentaj 37,5%).
Grupa 2
Subiectul 1
a) – au răspuns corect 10 elevi (100%).
b) – au răsp uns corect 10 elevi (100%).
c) – au răspuns corect 8 (80%).
Subiectul 2 – au răspuns corect 7 elevi (procentaj 70%).
Concluzie . Reprezentare grafică a răspunsurilor elevilor

143
Procentul mai mic de elevi de clasa a X -a care au model at corect mecanismul reacției
de nitrare a benzenului se poate datora timpului insuficient necesar studiului noțiunilor
evaluate, spre deosebire de elevii de la clasa a XI -a, la care deprinderile, aptitudinile și
cunoștințele dobândite sunt superioare.

144

BIBLIOGRAFIE

1. Nenițescu C. D . – Chimie organică, vol. I și II, Editura Didactică și Pedagogică, București,
1980
2. Hendrickson J. B., Cham C. J., Hammond G. S. – Chimie organică, Editura științifică și
enciclopedică, București, 197 6
3. Iovu M. – Chimie organică, E ditura Didactică și Pedagogică, București, 1998
4. Beral E., Zapan M. – Chimie organică, Ediția a IV -a, Revizuită și completată, Editura
Tehnică, București, 1969
5. Fătu S. – Didactica chimiei, Editura Corint, București, 2008
6. Șunel V., Ciocoiu I., Rudică T., Bâcu E. – Metodica predării chimiei, Editura Marathon,
Iași, 1997
7. Bâclea, D. , Constantinescu, M. – Chimie. Planuri de lecție, Editura Polirom, Iași, 1999
8. Cerghit, I. – Prelegeri pedagogice, Editura Polirom, 2001
9. Oancea D., Podină C., Oancea A.M. – Principii și aplicații, Editura All, București, 1998
10. Curs POSDRU – Chimie organică, Editura Politehnică, București 2010
11. Arsene P., Marinescu C. – Chimie organică. Teorie și teste pentru performanță,
bacalaureat și admitere, E ditura Didactică și Pedagogică , București 2015
12. Arsene P., Marinescu C. – Chimie organică. Hidrocarburi. Teorie și probleme vol. I,
Editura Didactică și Pedagogică , București 2016
13. Arsene P., Marinescu C. – Chimie organică. Compuși organici cu funcțiuni. Teorie și
probleme vol. II, E ditura Didactică și Pedagogică , București 2016
14. Bogdan D., Baciu I. – Probleme de chimie. Culegere pentru clasele a X -a și a XI -a,
Editura Mistral Info Media, București 2006
15. Irinel -Doicin L. – Chimie organică pentru bacalaureat, admitere la facultate, olimpiade și
concursuri școlare, Editura Art, București , 2012
16. Alexandrescu E., Dănciulescu D. – Chimie organică pentru liceu. Sinteze, probleme,
teste, Editura LVS Crepuscul, Ploiești, 2009
17. Vlădescu L., Tăbărășanu -Mihăilă C., Irinel -Doicin L. – Manual de chimie pentru
clasa a X -a, Grup Editorial Art, București 2005

145
18. Alexandrescu E., Zaharia V., Nedelcu M. – Manual de chimie pentru clasa a X -a,
Editura LVS Crepuscul, București 2005
19. Albu C.D., Petrescu O., Cosma I. – Manual de chimie pentru clasa a X -a, Editura
Didactică și Pedagogică , București , 1997
20. Vlădescu L. , Doicin L. I., Tăbărășanu -Mihăilă C. – Chimie pentru clasa a X -a, Grup
Editorial Art, București 2010
21. Alexandrescu E., Zaharia V., Nedelcu M. – Manual de chimie pentru clasa a XI -a,
Editura LVS Crepuscul, București, 2006
22. Baciu I., Bogdan D., Tomas Șt. – Manual de chimie pentru clasa a XI -a, C1, Editura
Mistral Info Media, București 2006
23. Alan I. – Manual de chimie pentru clasa a XI -a, C1, Editura Aramis, București 2006
24. Vlădescu L., Badea I.A., Doicin L. I. – Manual de chimie pentru clasa a XI -a, C1,
Editura Art, București , 2008
25. Iovu M., Popescu M.L., Nicolescu T.O. – Manual de chimie pentru clasa a XI -a, C1,
Editura Akademos Art, București 2006
26. Albu C.D., Ionescu I., Ilie Șt. – Manual de chimie pentru clasa a XII -a, Editura
Didactică și Pedagogică , București, 1994
27. Dorobanțu M. – Chimie organica, Curs IX, an II Ing. ,
chem.ubbcluj.ro/~darab/courses/Organic_Chemistry_I/Curs -9.pdf
28. http://chimie12.weebly.com/uploads/1/2/2/6/12264090/anu lenearene.pdf
29. https://ro.wikipedia.org
30. http://chimie12.weebly.com/uploads/1/2/2/6/12264090/anulenearene.pdf
31. http://exchange.smarttech.com/details.html?id=9ff1d446 -7ccc-45bf-8757 -bd5e09acdd92
32. https://static.molinstincts.com/compound_3d/CHLOROBENZENE -3D-structure –
CT1000382104.png

146

Declarație de autenticitate,

Subsemnatul BOUARIU Z. TEODOR -CĂTĂLIN, cadru didactic la scoala LICEUL
TEHNOLOGIC DRAGOMIR HURMUZESCU din localitatea. MEDGIDIA, judetul
CONSTANȚA, înscris la examenul de acordare a gradulu i didactic I,
seria 2017 – 2019, cunoscând dispozițiile articolului 326 Cod penal cu privire la falsul in
declarații, declar pe propria răspundere următoarele:

a) lucrarea a fost elaborată personal și îmi a parține în întregime;
b) nu am folosit alte surse decât cele menționate în bibliografie;
c) nu am pre luat texte, date sau elemente de grafică din alte lucrări sau din alte surse fără a fi
citate și fără a fi precizată sursa preluării, inclusiv în cazul în care sursa o reprezintă alte
lucrări ale subsemn atului BOUARIU Z. TEODOR -CĂTĂLIN ;
d) lucrarea nu a mai fost folosită în alte contexte de examen sau de concurs.

Dau prezenta declarație fiindu -mi necesară la predarea lucrării metodico -științifice în
vederea avizării de către conducătorul științific, dom nul
Prof. univ. dr. habil. Mihail Lucian BÎRSĂ.

Declarant ,
BOUARIU Z. TEODOR -CĂTĂLIN
…………………………………

Data……………