Demonstre o mecanismo de reação, a partir do benzeno para a obtenção dos compostos abaixo:
a) Nitrobenzeno

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para mostrar como a gente transforma o benzeno em nitrobenzeno. Isso envolve uma reação de substituição eletrofílica aromática, especificamente a nitratação do benzeno. Para resolver isso, vamos precisar entender como os eletrofílios atacam o anel benzênico e como esses passos levam à formação do nitrobenzeno.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber que para nitratar o benzeno, usamos uma mistura de ácido nítrico ( ) e ácido sulfúrico ( ). O ácido sulfúrico atua como um catalisador aqui. Ele ajuda a gerar o eletrófilo poderoso que vai atacar o anel do benzeno.

Passo 3

A reação entre o ácido nítrico e o ácido sulfúrico forma o íon nitroniônico ( HNO3 + 2H2SO4 NO2^+ + 2HSO4^- + H3O^+ ), que é o eletrófilo responsável pela substituição no anel benzênico. A equação fica assim:

Passo 4

Com o íon nitroniônico gerado, ele vai atacar o anel do benzeno ( C6H6 + NO2^+ C6H6NO2^+ ). O benzeno, por ter elétrons no anel, age como nucleófilo e reage com o . Esse ataque forma um intermediário chamado complexo sigma, onde o anel perde sua aromaticidade temporariamente.

Passo 5

Para finalizar a reação, um próton (H C6H6NO2^+ C6H5NO2 + H^+ ) é removido daquele intermediário complexo sigma, restaurando a aromaticidade do anel benzênico e formando o nitrobenzeno ( ).

Resposta

O produto final da reação é o nitrobenzeno ( ).

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