Джон юз интересные факты. Чем знаменит Донбасс

Лекция 5

АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ароматические углеводороды, арены, sp2-гибридизация, единое p-электронная облако, круговое сопряжение, ионный механизм реакции замещения, электрофильное замещение, нитрование, галогенирование, алкилирование по Фриделю-Крафтсу, алкилирование алкенами, гидрирование, окисление.

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ БЕНЗОЛА. АРОМАТИЧНОСТЬ

Ароматические углеводороды (арены) – это углеводороды, молекулы которых содержат одно или несколько бензольных колец.

Простейшим представителем ароматических углеводородов является бензол, молекулярная формула которого С 6 Н 6 . Установлено, что все атомы углерода в молекуле бензола лежат в одной плоскости, образуя правильный шестиугольник (рис. 1). Каждый атом углерода связан с одним атомом водорода. Длины всех связей углерод-углерод одинаковы и составляют 0,139 нм.

Формулы а) и б) предложил в 1865 г немецкий химик Август Кекуле. Несмотря на то, что они недостаточно точно передают строение молекулы бензола, их используют до сих пор и называют формулами Кекуле.

Исторически название «ароматические углеводороды» сложилось потому, что многие производные бензола, которые первыми были выделены из природных источников, обладали приятным запахом.

В настоящее время под понятием «ароматичность» подразумевают, прежде всего, особый характер реакционной способности веществ, обусловленный, в свою очередь, особенностями строения молекул этих соединений.

В чем же состоят эти особенности?

В соответствии с молекулярной формулой С 6 Н 6 бензол является ненасыщенным соединением, и можно ожидать, что для него были бы характерны типичные для алкенов реакции присоединения. Однако в условиях, в которых алкены быстро вступают в реакции присоединения, бензол не реагирует или реагирует медленно. Бензол не дает и характерных качественных реакций, свойственных непредельным углеводородам:онне обесцвечивает бромную воду и водный раствор перманганата калия.

Такой характер реакционной способности объясняется наличием в ароматическом кольце сопряженной системы – единого p -электронного облака.

В молекуле бензола каждый атом углерода находится в состоянии sp 2 -гибридизации и связан тремя s -связями с двумя атомами углерода и одним атомом водорода. Четвертый валентный электрон атома углерода находится на p -орбитали, перпендикулярной плоскости молекулы. В молекуле бензола происходит боковое перекрывание р -орбиталей каждого атома углерода с р -орбиталями обоих соседних атомов углерода (рис. 2). В результате такого сопряжения образуется единое p-электронное облако , расположенное над и под плоскостью бензольного кольца – осуществляется круговое сопряжение .

Такая циклическая система с общим облаком из шести электронов очень устойчива, энергетически выгодна; поэтому бензол преимущественно вступает в те реакции, в которых ароматическое кольцо сохраняется.

Рис. 2. Электронное строение молекулы бензола: а) схема перекрывания р -орбиталей; б) единое p-электронное облако.

Подчеркнем еще раз, что в молекуле бензола нельзя выделить трех двойных и трех простых связей. Электронная плотность распределяется в молекуле равномерно, и все связи между атомами углерода оказываются совершенно одинаковыми. Поэтому нужно помнить, что формула Кекуле, которая часто используется для изображения бензола, условна и не отражает реального строения его молекулы.

Итак, ароматическимиявляются соединения, в молекулах которых имеется устойчивая циклическая группировка с особым характером связи. Имея молекулярную формулу, указывающую на высокую степень ненасыщенности, эти вещества, однако, не реагируют как ненасыщенные, а вступают преимущественно в реакции замещения с сохранением ароматической системы.

ГОМОЛОГИ БЕНЗОЛА,

ИЗОМЕРИЯ, НОМЕНКЛАТУРА

Общая формула гомологического ряда ароматических углеводородов C n H 2 n -2 .

Ближайшим гомологом бензола является метилбензол. Чаще употребляют его тривиалное название – толуол:

Бензол и толуол не имеют ароматических изомеров. Для этих веществ характерна лишь межклассовая изомерия . Так, соответствуют молекулярной формуле С 6 Н 6 и, следовательно, изомерны бензолу непередельные нециклические углеводороды, содержащие две тройных или две двойные и одну тройную связи в молекуле, например:

Начиная с аренов с восьмью атомами углерода появляется возможность изомерии, связанной с составом и взаимным расположением углеводородныхрадикалов. Если с бензольным кольцом связаны два заместителя, то они могут находиться в трех различных положениях относительно друг друга: рядом (такое положение обозночают приставкой орто- ), через один атом углерода (мета- ), и напротив друг друга (пара- ). Диметилбензол, стуктурные формулы изомеров которого приведены ниже, имеет тривиальное название ксилол.

Таким образом, молекулярной формуле С 8 Н 8 отвечают четыре изомерных ароматических углеводорода:

Ароматические углеводороды – соединения углерода и водорода, в молекуле которых имеется бензольное кольцо. Важнейшими представителями ароматических углеводородов являются бензол и его гомологи – продукты замещения одного или более атомов водорода в молекуле бензола на углеводородные остатки.

Строение молекулы бензола

Первое ароматическое соединение – бензол – было открыто в 1825 г. М. Фарадеем. Была установлена его молекулярная формула – С 6 Н 6. Если сравнить его состав с составом предельного углеводорода, содержащего такое же количество атомов углерода, — гексаном (С 6 Н 14), то можно заметить, что бензол содержит на восемь атомов водорода меньше. Как известно, к уменьшению количества атомов водорода в молекуле углеводорода приводит появление кратных связей и циклов. В 1865 г. Ф. Кекуле предложил его структурную формулу как циклогексантриена – 1, 3, 5.

Таким образом, молекула, соответствующая формуле Кекуле , содержит двойные связи, следовательно, бензол должен иметь ненасыщенный характер, т. е. легко вступать в реакции присоединения: гидрирования, бромирования, гидратации и т. д.

Однако данные многочисленных экспериментов показали, что бензол вступает в реакции присоединения только в жестких условиях (при высоких температурах и освещении), устойчив к окислению. Наиболее характерными для него являются реакции замещения, следовательно, бензол по характеру ближе к придельным углеводородам.

Пытаясь объяснить эти несоответствия, многие ученые предлагали различные варианты структуры бензол. Окончательно строение молекулы бензола было подтверждено реакцией его образования из ацетилена. В действительности углерод — углеродные связи в бензоле равноценны, и их свойства не похожи на свойства ни одинарных, ни двойных связей.

В настоящее время бензол обозначают или формулой Кекуле, или шестиугольником, в котором изображают окружность.

Так в чем же особенность структуры бензола? На основании данных исследователей и расчетов сделан вывод о том, что все шесть углеродных атомов находятся в состоянии sp 2 -гибридизации и лежат в одной плоскости. Негибридизированные p -орбитали атомов углерода, составляющие двойные связи (формула Кекуле), перпендикулярны плоскости кольца и параллельны друг другу.

Они перекрываются между собой, образуя единую π-систему. Таким образом, система чередующихся двойных связей, изображенных в формуле Кекуле, является циклической системой сопряженных, перекрывающихся между собой -связей. Эта система представляет собой две тороидальные (похожие на бублик) области электронной плотности, лежащие по обе стороны бензольного кольца. Так, изображать бензол в виде правильного шестиугольника с окружностью в центре (π -система) более логично, чем в виде циклогексатриена-1,3,5.

Американский ученый Л. Полинг предложил представлять бензол в виде двух граничных структур, отличающихся распределением электронной плотности и постоянно переходящих друг в друга, т. е. считать его промежуточным соединением, «усреднением» двух структур.

Данные измерения длин связей подтверждают эти предположения. Выяснено, что все С-С связи в бензоле имеют одинаковую длину (0,139 нм). Они несколько короче одинарных С-С связей (0,154 нм) и длиннее двойных (0,132 нм).

Существуют также соединения, молекулы которых содержат несколько циклических структур.

Изомерия и номенклатура

Для гомологов бензола характерна изомерия положения нескольких заместителей . Простейший гомолог бензола - толуол (метилбензол) — не имеет таких изомеров; следующий гомолог представлен в виде четырех изомеров:

Основой названия ароматического углеводорода с небольшими заместителями является слово бензол . Атомы в ароматическом кольце нумеруют, начиная от старшего заместителя к младшему:

По старой номенклатуре положения 2 и 6 называют ортоположениями , 4 - пара- , а 3 и 5 - метаположениями.

Физические свойства
Бензол и его простейшие гомологи в обычных условиях весьма токсичные жидкости с характерным неприятным запахом. Они плохо растворяются в воде, но хорошо - в органических растворителях.

Химические свойства бензола

Реакции замещения . Ароматические углеводороды вступают в реакции замещения.
1. Бромирование. При реакции с бромом в присутствии катализатора, бромида железа (ΙΙΙ), один из атомов водорода в бензольном кольце может замещаться на атом брома:

2. Нитрирование бензола и его гомологов . При взаимодействии ароматического углеводорода с азотной кислотой в присутствии серной (смесь серной и азотной кислот называют нитрующей смесью) происходит замещение атома водорода на нитрогруппу -NO 2:

Восстановлением образовавшегося в этой реакции нитробензола получают анилин — вещество, которое применяется для получения анилиновых красителей:

Эта реакция носит имя русского химика Зинина.
Реакции присоединения. Ароматические соединения могут вступать и в реакции присоединения к бензольному кольцу. При этом образуются циклогексан или его производные.
1. Гидрирование . Каталитическое гидрирование бензола протекает при более высокой температуре, чем гидрирование алкенов:

2. Хлорирование. Реакция идет при освещении ультрафиолетовым светом и является свободнорадикальной:

Гомологи бензола

Состав их молекул отвечает формуле С n H 2 n-6 . Ближайшие гомологи бензола:

Все следующие за толуолом гомологи бензола имеют изомеры. Изомерия может быть связана как с числом и строением заместителя (1, 2), так и с положением заместителя в бензольном кольце (2, 3, 4). Соединения общей формулы С 8 Н 10:

По старой номенклатуре, употребляемой для указания относительного расположения двух одинаковых или разных заместителей в бензольном кольце, используют приставки орто — (сокращенно о-) – заместители расположены у соседних атомов углерода, мета- (м -) – через один атом углерода и пара — (п -) – заместители друг против друга.
Первые члены гомологического ряда бензола – жидкости со специфическим запахом. Они легче воды. Являются хорошими растворителями.

Гомологи бензола вступают в реакции замещения (бромирование, нитрирование). Толуол окисляется перманганатом при нагревании:

Гомологи бензола используются как растворители, для получения красителей, средств для защиты растений, пластмасс, лекарств.

У 1870 році у ньому введене було нове "Городовое положення", що дало міському самоврядуванню нові права і початки. Але, як завжди, за браком грошей нова дума і міська управа небагато могли зробити для благоустрою міста. "Будучи заурядным губернским городом, почти немощным, он вдруг и неожиданно оживает".
Хто ж його і як оживив?
Оживили його два діячі, що в історії нашого краю набули собі добре ім"я. Це були англієць Юз і місцевий громадянин Олександр Поль.
Д.І. Яворницький

Юз, Джон Джеймс
(1814, Мертир-Тидвил - 1889, Санкт-Петербург) - британский промышленник, основатель Донецка, называвшегося до 1924 в честь основателя - Юзовка.

Сын инженера, стоящего во главе одного из металлургических заводов г. Мертира.
В юношеские годы работал под началом отца. В 28 лет покупает судостроительную верфь.
В 36 лет приобретает в г. Нью-Порте литейный завод. В конце 50-х поступает в качестве инженера на Мильвольский железнопрокатный завод в Великобритании а в 1960 г. становится его директором. В 1864 г. сконструировал лафет для тяжёлых пушек, эта артиллерийская установка поступает на вооружение ВМС ряда европейских стран. Разрабатывает рецептуру брони для обшивки судов и фортовых укреплений.

В возрасте 55 лет появляется в России. Юз в 1869 покупает землю у русского князя Кочубея в Екатеринославской губернии на берегу реки Кальмиус и начинает строительство металлургического завода с рабочим поселком в районе села Александровка. Для разработки угля он основывает «Новороссийское общество каменноугольного, железного и рельсового производств». Первый чугун начал выплавляться в 1872. Завод работает по полному металлургическому циклу, здесь в первые в России запускается 8 коксовых печей, осваивается горячее дутьё. Основанный Юзом комбинат становится одним из индустриальных центров России, а затем и Украины.

В 2001 году в Донецке был установлен памятник Джону Юзу.
Также в Донецке сохранился полуразрушенный дом Юза.

Уэльс – благодатный край Соединенного Королевства – помимо несметных запасов каменного угля прославился также своими недюжинными чудаками-валлийцами…

Но нам, украинцам, пожалуй, более всего будет интересен оборотистый предприниматель Джон Джеймс Юз (Хьюз), который в 1869 году, имея от роду 55 лет, со всем своим многочисленным семейством (жена и восемь детей), прислугой, пожитками поселился в голой донецкой степи. Закопал там несколько миллионов серебряных рублей и построил за два года поселок с металлургическим заводом. Теперь этот населенный пункт не что иное, как столица шахтерского края Донецк.

Что же заставило подданного Великобритании в спешке покинуть милую добрую Англию и застолбить место в широкой украинской степи? Конечно же, ее богатства! О рудных кладах Донбасса любознательный валлиец узнает из монографии об исследовании недр региона Ле Пле. Абсолютно доверяя французскому геологу, Юз все-таки решает собственноручно перепроверить результаты его научного изыскания. Себе в помощники он берет здешнего пастуха, знатока окрестностей и местных достопримечательностей И. Древицкого. Вдвоем они перелопачивают не одну тонну породы и выпивают не одну пляшку горилки. В итоге возникает проект завода с полным металлургическим циклом.

Юз медлить не любил. Поэтому сразу же с места в карьер занялся осуществлением задуманного. С удивительной легкостью он преодолевает бюрократические барьеры и получает разрешение царского правительства на строительство металлургического предприятия. Немалую услугу ему в этом оказывает председатель Государственного совета Великий князь Константин Петрович. Князю уже приходилось контактировать с валлийцем, когда тот поставлял русскому правительству вооружение и бронированную сталь для военных кораблей самодержавия.

Надо сказать, что сэр Джон появился в Российской империи уже обремененный славой талантливого предпринимателя. В 28 лет он покупает по случаю судостроительную верфь и к вящему огорчению конкурентов проявляет себя очень энергичным и крайне работоспособным бизнесменом. Через пару месяцев Юзу с трудом удается разместить в своем вместительном портфеле заказы на строительство и ремонт английских судов. В 36 лет неугомонный валлиец приобретает на юго-востоке Уэльса в г. Ньюпорт литейный завод Уксайд Энджиниринг. С этого момента все его внимание поглощает производство металлов и сплавов, их механическая и химическая обработка.

И все же славу талантливого изобретателя Джон Хьюз обрел благодаря сконструированному им в 1864 году лафету для тяжелых пушек, названному «стрингер Хьюза». Впоследствии эта артиллерийская установка поступает на вооружение ВМС ряда европейских стран. Сей факт вынуждает Россию заняться модернизацией своего флота. Знаменитого валлийца приглашают в Северную Пальмиру. Взваливают на его плечи перевооружение и обшивку броней военных судов. Хьюз справляется. На редкость добросовестное отношение иностранца к порученному делу, рвение в работе покоряют царское правительство и Великого князя. На самом высоком уровне немедленно принимается решение о дальнейшем использовании опыта и капиталов предприимчивого валлийца.

На этот раз Джону Хьюзу предлагают укрепить строящийся в Кронштадте форт «Константин», в Санкт-Петербурге усовершенствовать литейную «Колпино», на Донбассе создать современное металлургическое производство. На радостях оно доже забывает, что концессия на постройку горно-металлургических предприятий в Донбассе уже давно обещана местному бизнесмену князю Кочубею. Многие полагают, что сэр Джон отступится, ан нет, наличие конкурента лишь ускоряет осуществление его планов.

В 1864 году происходит учредительная конференция Новороссийского АО. Большинством голосов директором-распорядителем общества назначается Джон Джеймс Хьюз. Его личный взнос на счет акционерного общества составляет 50 тыс. фунтов стерлингов.

Раскошелиться валлийца заставляет сложившаяся в самодержавии конъюнктура рынка. Империи катастрофически не хватает чугунок (ж/д) и качественного металла. Поэтому царским правительством всячески поощряются предприниматели, основавшие металлургические заводы. Им беспрепятственно предоставляются госзаказы для строящихся по всему царству железных дорог. Сэр Джон как человек с трезвым расчетом и умением угадывать перспективу прекрасно понимает, что все его расходы вскоре окупятся с лихвой. Наличие рудников с высококачественными коксующимися углями, известняком, близкое расположение криворожской железной руды, дешевая рабочая сила – все это сулило ему высокую прибыль при умеренных затратах. Забегая вперед, скажем, что в 1889 году личное состояние Джона Юза превысило 90 тыс. фунтов стерлингов.

Сэр Джон проявляет способности психолога. Зная о неудержимой страсти чиновников к налу, он с успехом использует это их греховное влечение во благо развития национальной экономики и освоения природных богатств края. Благодарность властей не заставила себя долго ждать. В середине апреля 1869 года царское правительство дает добро на назначение Джона Юза директором-распорядителем вышеуказанной компании в Российской империи. В результате сэр Джон становится монополистом по производству металла на юге страны.

Оживление безбрежных ковыльных донецких степей Юз решает не откладывать. Не проходит и полгода, как по поручению нетерпеливого валлийца доменный мастер вместе с сотней квалифицированных рабочих привозят из Туманного Альбиона на Донетчину заводское оборудование. В апреле 1871 года задувается первая печь юзовского металлургического предприятия. На беду, из-за несовершенства системы через три дня домну пришлось остановить. Понадобилась полная ее перестройка. Но, как говорится, не было бы счастья, да несчастье помогло. В ходе реконструкции Юзу удается усовершенствовать режим работы печи, отрегулировать дутье, улучшить состав шихты, и, главное, он первый в Украине и России осуществляет применение кокса в металлургической промышленности. Но полному осуществлению его грандиозных планов помешала костлявая с косой.

Умер Джон Джеймс Юз летом 1889 года в Санкт-Петербургском отеле «Англитер». Его сыновьям досталось неплохое наследство: металлургический завод, десять угольных шахт, железнодорожная ветка, соединяющаяся с Екатерининской чугункой, кирпичный завод с карьерами известняка, щебня, песка и глины, коксовальная фабрика, а также 90 000 фунтов стерлингов. Ну а нам, благодарным потомкам, он оставил целый промышленный поселок под названием (до 1924 г.) Юзовка, который нынче разросся до столицы шахтерского края города Донецка, равно известного всей планете как своим промышленным, так спортивным и культурным потенциалом.

"Господа историки-краеведы, я видел много разного за те года, что изучаю историю Донецка. Но такого еще не встречал! Кому-то не дают покоя лавры РЕН-тв, но что бы говорить умные вещи, надо что бы в голове были умные знания, а не туфта всякая!

В сети чего только не обнаружишь. Например, два видео об альтернативной истории Новороссийского общества. Там доказывается, что на самом деле, история Донецкого металлургического завода началась не в 1872, и даже не в 1869 году, а гораздо раньше. И что Джон Юз откопал какое-то более древнее производство, на остове которого и создал все, благодаря чему стал известен. Это не шутка.
Общий хронометраж видео - 69 минут 10 секунд. Для тех, кто хочет сэкономить час своей жизни, вкратце перескажу содержание обоих серий. Ну, точнее, не содержание, а концепцию. К сожалению, я так и не понял, как зовут автора. На YouTube его канал обозначен как «Жизни круг».
Главная идея, которую продвигает автор - что на территории Донецка еще до Юза (и, скорее всего, задолго до Юза) существовало некое производство (возможно, тоже металлургическое).
Иначе автору решительно непонятно, зачем Юзу пришло на ум основать завод в месте, где нет залежей железной руды. Ну, а так - все понятно.
Юз ехал на берега Кальмиуса, потому что уже знал: раньше здесь было некое производство.
Куда оно делось? Было погребено под наслоениями времени. Автор отстаивает эту идею, используя всем известные фотографии юзовских времен и по-своему их интерпретируя. Доказывая, в частности, что изображенные на них здания, трубы и прочие объекты слишком глубоко сидят в земле - а значит, были построены до Юза.
Откуда Юз узнал о существовании этого погребенного завода? Прежде всего - из старинных манускриптов, собирать которые был большой охотник. Развивая свою мысль, автор всячески доказывает, что вся известная нам история Новороссийского общества была сфальсифицирована.
Отстаивая свои мысли, он проявляет завидную энергию и напористость, не особо обращая внимание на те шероховатости, которые возникают на его пути. Серьезного разбора его видео мы делать не собирались, но два момента отметим - просто ради примера.
В первой серии, демонстрируя акцию Новороссийского Общества, он обращает внимание на то, что там стоит дата 1862. Это служит ему лишним доказательством того, что история НРО - сплошная фальсификация (ведь нам всегда доказывали, что НРО было основано в 1869 году). При этом автор элементарно игнорирует тот момент, что 1862 год на акции - всего лишь дата парламентского указа, регламентировавшего функционирование компаний в Великобритании.

Во второй серии автор делает привязку к местности, отталкиваясь от фотографии с домом Юза. При этом, он берет фотографию старого дома Юза, а привязку делает, отталкиваясь на современной карте от нового - то есть, от дома Юза/Свицына. Ну, это так, мелочи. А вот идея - да! Впечатляет. Так что в целом - фильм полезный, прежде всего тем, что способен вас по-настоящему развлечь!

Про засыпанные дома еще больший бред. Автор далек невообразимо и от архитектуры и от строительства и от архитектуры промышленных поселков. Рассматривая фотографию первого кирпичного завода Юза, он умудряется сравнивать высоту её труб с высотой труб коксовых батарей, построенных намного позже.

Во-вторых, о таком методе строительства, как землянка он явно не в курсе. Дома никто НЕ ЗАКАПЫВАЛ. В земляном откосе просто вырывалась яма, перекрывалась кровля и закладывалась одна торцевая стена - все, здание готово! Дешево и сердито!. Позже часть этих землянок обкладывалась изнутри и приподымалось над землей, но это не обязательно.
В-третьих, автор явно не в курсе, что завод изначально строился в котловине, через которую протекал ряд балок.
Т.е. все эти кочугуры, которые он называет вынутым грунтом являются:
1) естественным склоном,
2) вынутым при строительстве землянок грунтом,
3) доменным шлаком, который отсыпали по заводу очень хаотично.

В-четвертых, автор оперирует фотографиями завода, когда производилась коренная модернизация. Были снесены ряды старых цехов и построены новые. Даже первый дом Юза не уцелел.
В-пятых, ну нельзя же нести бред по поводу строительных технологий, оперируя собственными ощущениями. Если знакомым ему лично "строителям" никто не рассказывал о технологии строительства из бутового камня, то это не значит, что половину домов в городе построили атланты.
Я могу, при надобности, рассказать и о том как строили из бута, все плюсы и минусы этой технологии, а также почему от неё впоследствии отказались и забыли, как устарелую.
Тут нет никаких ужасных тайн. Просто автор ролика недалекий человек!"