6-第六章 单环芳烃 5xueshi

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1、第六章单环芳烃（5学时）学习要求：1．掌握苯分子的结构，杂化轨道理论和分子轨道法的定性解释。2．掌握单环芳烃的同分异构和命名法。3．掌握单环芳烃的化学反应。4．掌握苯环取代定位规则、给电子基团、吸电子基团及其理论解释和应用。5．通过卤化、硝化、磺化、质子化以及傅-克烷基化和酰基化反应理解芳香亲电取代反应历程。6.理解亲电取代反应的可逆性和不可逆性。7.理解共振论的要点，会写共振式，区别Lewis式与共振式。8．了解单环芳烃的物理性质。9．了解单环芳烃的来源与制法。计划课时数5课时重点：苯分子的结构，，苯的化学性质及应用，亲电取代反应历程，定位规则难点：定位规则，

2、共振论教学方法采用多媒体课件、模型和板书相结合的课堂讲授方法。引言：芳烃，也叫芳香烃，一般是指分子中含苯环结构的碳氢化合物。芳香二字的来由最初是指从天然树脂（香精油）中提取而得、具有芳香气的物质。现代芳烃的概念是指具有芳香性的一类环状化合物，它们不一定具有香味，也不一定含有苯环结构。芳香烃具有其特征性质——芳香性（易取代，难加成，难氧化）。芳烃按其结构可分类如下：§6.1苯的结构6.1.1苯的凯库勒式1865年凯库勒从苯的分子式出发，根据苯的一元取代物只有一种，说明六个氢原子是等同的事实，提出了苯的环状构造式。因为碳原子是四价的，故再把它写成简写为称为：  这个

3、式子虽然可以说明苯分子的组成以及原子间连接的次序，但这个式子仍存在着缺点，它不能说明下列问题第一、既然含有三个双键，为什么苯不起类似烯烃的加成反应？第二、根据上式，苯的邻二元取代物应当有两种，然而实际上只有一种。凯库勒曾用两个式子来表示苯的结构，并且设想这两个式子之间的摆动代表着苯的真实结构：由此可见，凯库勒式并不能确切地反映苯的真实情况。6.1.2苯分子结构的价键观点现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）表明，苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120°，碳碳键长都是0.1397nm。图示如下：理论解释：1．杂化轨道理论解释苯分子中的碳原子都是以sp2

4、杂化轨道成键的，故键角均为120°，所有原子均在同一平面上。未参与杂化的P轨道都垂直与碳环平面，彼此侧面重叠，形成一个封闭的共轭体系，由于共轭效应使π电子高度离域，电子云完全平均化，故无单双键之分。2．分子轨道理论解释分子轨道理论认为，分子中六个P轨道线形组合成六个π分子轨道，其中三个成键规定，三个反键轨道。在基态时，苯分子的六个π电子成对填入三个成键轨道，其能量比原子轨道低，所以苯分子稳定，体系能量较低。苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果，由于π电子都是离域的，所以碳碳键长完全相同。一、从氢化热看苯的稳定性苯的稳定化能（离域能或共振能）=360-208=1

5、52KJ/mol二、苯的共振式和共振论的简介（自学）   共振论是鲍林(PaulingL)在1933年左右提出来的，其基本要点如下：1.当一个，离子或自由基按照价键理论可以写出现两个以上的经典结构林时，这些结构式构成一个共振杂化体，共振杂化体接近实际分子。如苯分子是由下列式子参加共振的：为共振符号，与表示平衡的不同。这些可能的经典结构式称为极限式，任何一个极限式都不是以反映该分子的真实结构。　2、共振结构式对分子的贡献大小与它们的稳定性大小成正比。在判断关于离子和分子共振结构的相对稳定性时，下示这些经验规则常常是有用的。 ⑴有较多共价键的结构通常比共价键少的结构

6、更稳定。 ⑵在电负性更大的原子上带负电荷的结构比负电荷在电负性较小的原子上的结构更稳定；同样，正电荷在电负性小的原子上比电负性大的原子更加稳定。 ⑶键角和键长有改变的结构不稳定。 ⑷在其他条件相同时，如果写出主要共振式越多，分子则越稳定　3、书写极限式应注意的规则⑴.必须遵守价键理论，氢原子的外层电子数不能超过2个。第二周期元素最外层电子数不能超过8个，碳为4价。⑵.原子核的相对位置不能改变，只允许电子排布上有所差别。但不能写成环状结构：这样改变了碳架，不符合要求。⑶.在所有极限式中，未共用电子数必须相等。目前，国内外对共振论的看法不一致。§6.2单环芳烃的异构

7、和命名6.2.1异构现象1．烃基苯有烃基的异构例如：2．二烃基苯有三中位置异构例如：1．三取代苯有三中位置异构例如：6.2.2命名1．基的概念芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基（Aryl）用Ar表示。重要的芳基有：2．一元取代苯的命名a当苯环上连的是烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则以苯环为母体，叫做某基苯。例如：b当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO，-CH=CH2或R较复杂时，则把苯环作为取代基。例如：6.2.3．二元取代苯的命名取代基的位置用邻、间、对或1，2；1，3；1，4表示。例如：6.2.4多取代苯的命名a取代

8、基的位置用邻、间、对或2