В молекуле фенола один атом водорода замещен на гидроксогруппу, которая является ориентантом I (первого рода) ,
то есть имеет положительный мезомерный эффект. Введение этой группы в бензольное ядро усиливает электронную плотность у атомов углерода в орто- и пара- положении, что делает молекулу фенола более реакционно чем бензол. Бензол не обесвечивает бромную воду, при взаимодействии с фенолом в осадок выпадает трибромфенол;
C6H5OH + 3Br2---> C6H2Br3OH + 3HBr. Нитрование фенола происходит в более мягких условиях, чем бензола, при этом получается тринитрофенол или пикриновая кислота. C6H5OH + 3HNO3---> C6H2(NO2)3-OH + 3H2O. Это реакции
электрофильного замещения в ароматическом кольце. Кроме того, вследствие влияния бензольного ядра на гидроксогруппу фенол проявляет кислотные свойства, являясь карболовой кислотой, поэтому взаимодействует с натрием и его гидроксидом 2С6H5OH + 2Na-->2C6H5ONa + H2. C6H5OH + NaOH-->C6H5ONa + H2O. Бензол в отличие от фенола вступает в реакции присоединения (Гидрирования и галогенирования) . C6H6 + 3Cl2-->C6H6Cl6(фотохимическая реакция) ; С6H6 + 3H2-->C6H12.
При утворенні молекул атоми з’єднуються не безладно, а в певній послідовності особливими хімічними зв’язками. Кожний атом може утворити не нескінченне, а тільки певне число таких зв’язків. У XIX столітті вчені встановили, що атоми різних елементів мають різну здатність приєднувати до себе інші атоми. Так, наприклад, було помічено, що атом Гідрогену може приєднати тільки один атом іншого хімічного елемента (НСl, HF, NaH), атом Оксигену — два атоми Гідрогену (Н2O), атом Нітрогену — три атоми Гідрогену (NH3).
Ця властивість атомів була названа валентністю.
Валентність — це число зв'язків, які певний атом може утворити з іншими атомами.
Щоб показати, як атоми сполучені в молекулі, використовують графічні (структурні) формули. Вони показують не тільки число атомів у молекулі, але й послідовність їх сполучення.
Графічна формула молекули води Н2O записується так:
Із цієї формули видно, що в молекулі атом Оксигену сполучений з двома атомами Гідрогену, причому атоми Гідрогену один з одним не зв’язані. Кожний хімічний зв’язок у графічній формулі позначається рискою. Атом Оксигену утворює два зв’язки, отже, валентність Оксигену дорівнює двом (Оксиген двовалентний), а атоми Гідрогену утворюють по одному зв’язку — валентність Гідрогену дорівнює одиниці (Гідроген одновалентний).
Розглянемо молекулу вуглекислого газу СO2. Графічна формула має такий вигляд:
У молекулі вуглекислого газу атоми Оксигену утворюють по два зв’язки з атомом Карбону (такий зв’язок називають подвійним), а Карбон у цьому випадку утворює чотири зв’язки (або два подвійні зв’язки). У цій сполуці валентність Карбону дорівнює чотирьом.
Деякі елементи виявляють сталу валентність — у всіх сполуках їм властиве тільки одне певне значення валентності. Так, Гідроген завжди одновалентний, а Оксиген завжди двовалентний. Інші елементи можуть виявляти різні валентності в різних сполуках. Наприклад, Сульфур може бути двовалентним, чотиривалентним і шестивалентним. Про такі елементи кажуть, що вони виявляють змінну валентність. Для позначення валентності використовують римські цифри.