Giải hộ mình câu này với các bạn Trong phản ứng cộng electrophile vào hợp chất vòng thơm (ví dụ: nitration của benzen), tại sao nhóm -NO2 có tính chất meta-directing mà không phải ortho/para-directing...

Để giải thích tính chất meta-directing của nhóm -NO2 trong phản ứng nitration của benzen, ta cần xem xét cách mà nhóm này tương tác với hệ thống điện tử của vòng thơm. 1. **Cấu trúc của nhóm -NO2**: Nhóm nitro (-NO2) là một nhóm chức có tính chất rút electron, tức là nó có khả năng hút electron từ vòng thơm. Điều này dẫn đến sự giảm mật độ electron trong vòng benzen, làm cho các vị trí ortho và para (vị trí 2 và 4) trở nên ít khả thi hơn cho phản ứng điện hóa. 2. **Khả năng tạo ổn định của ion carbocation**: Khi nhóm -NO2 xuất hiện trên vòng benzen, nó tạo ra một hệ thống không bền ở vị trí ortho và para. Khi một electrophile tấn công vào các vị trí này, ion carbocation được tạo ra là không ổn định do sự tương tác của nhóm -NO2, dẫn đến việc các vị trí này không thích hợp cho phản ứng. 3. **Vị trí meta**: Ngược lại, khi electrophile tấn công vào vị trí meta (vị trí 3), ion carbocation được hình thành có thể ổn định hơn. Bởi vì vị trí này không bị ảnh hưởng trực tiếp bởi sự rút electron của nhóm -NO2, do đó nó cho phép phản ứng xảy ra dễ dàng hơn mà không làm giảm sự ổn định của ion carbocation. Kết luận: Nhóm -NO2 có tính chất meta-directing vì nó rút electron ra khỏi vòng thơm, gây ra sự bất ổn định ở vị trí ortho và para, trong khi tại vị trí meta thì ion carbocation lại ổn định hơn, cho phép phản ứng xảy ra. **Đáp án**: Nhóm -NO2 trong phản ứng nitration của benzen là meta-directing vì nó rút electron và gây ra sự không ổn định ở các vị trí ortho và para, trong khi làm cho vị trí meta ổn định hơn cho phản ứng điện hóa.