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1、第六章单环芳烃6.1芳烃的构造异构和命名6.2苯的结构6.5单环芳烃的化学性质6.6苯环上取代反应的定位规则6.3单环芳烃的来源6.4单环芳烃的物理性质7/31/20211有机化学芳烃——芳香族碳氢化合物。含有苯环的一大类C、H化合物。“芳香”二字的含义：过去：天然产物中许多有香味的物质分子中都含有苯环。现在：环流效应、Hückel4n+2规则、以及特殊的化性。芳香性——易进行离子型取代反应，不易加成、氧化，并具有特殊的稳定性。芳香族化合物——具有芳香性(3点)的一大类有机化合物。第六章单环芳烃芳烃芳香性芳烃按其结构分为三类：6.1.1构造异构一元取代只有一个
2、结构式，二、三、四元取代各有三个异构体。例：6.1芳烃的构造异构和命名6.1.2命名命名时，一般以芳环为取代基，也可以芳环为母体。具体情况，具体对待：C6H5－苯基(Ph－)；C6H5CH2－苄基；Ar－芳基(芳环上去掉一个氢后，所剩下的原子团)；仪器测得：苯分子中12个原子共平面。所有的C-C键长为0.140nm，所有的C-H键长为0.104nm，键角∠CCH及∠CCC均为120º。6.2苯的结构+H2-120kJ/mol+3H2-208kJ/mol(2)苯的氢化(3)1,3-环己二烯脱氢-H2-23kJ/mol苯的稳定性证明(1)环己烯
3、催化加氢:6.2.1价键理论Kekulé于1865年对苯的结构提出了一个设想：在19世纪，Kekulé提出的苯的结构式是最满意的一种。它成功地解释了许多实验事实，但不能解释苯环的特殊稳定性及苯只有一种邻二取代物。杂化轨道理论的解释：苯分子中12个原子共面，其中六个碳原子均采取sp2杂化，每个碳原子上还剩下一个与σ平面⊥的p轨道，相互之间以肩并肩重叠形成π66大π键。π66是离域的大π键，其离域能为152KJ/mol，体系稳定，能量低，不易开环(即不易发生加成、氧化反应)。处于π66大π键中的π电子高度离域，电子云完全平均化，像两个救生圈分布在苯分子平面的上下侧
4、,在结构中并无单双键之分，是一个闭合的共轭体系。闭合共轭体系大键HHHHHH6.2.2分子轨道理论六个p轨道可线性组合成6个分子轨道：成键轨道反键轨道苯的分子轨道能级图位相符号+,-.节点,节面苯的基态是三个成键轨道的叠加解释：①三个成键轨道能量低，三个反键轨道能量高。分子轨道中节面越多，能量越高。②六个π电子均进入成键轨道，且能量低于3个孤立的π键。③苯分子中电子云分布。由以上讨论知：苯的结构很稳定，其π电子高度离域，键长完全平均化。苯分子结构的表示方法：共振理论--是鲍林在20世纪30年代提出的.应用量子力学的变分法近似地计算和处理象苯那样难于用价键结
5、构式代表结构的分子能量,从而认为:苯的真实结构可以由多种假设的结构,共振(或叠加)而形成的共振杂化体来代表.(A)碳酸根离子的共振结构6.2.3共振论对苯分子结构的解释三个碳氧键是等同的,键长0.128nm.参与结构组成的价键结构式叫共振结构式.也叫参与结构式.(B)苯的共振结构或共振论规定:(A)各共振结构式中原子核的相互位置必须是相同的+共振结构能量的比较:1.各参与结构式中,共价键越多则能量越低.C=C-C=C能量低于C+-C=C-C-2.各共振结构式中,相邻原子成键的和不相邻原子成键的能量相比较,前者能量低.比低.3.具有不同电荷分布的共振结构式,如不
6、同电荷的分布是符合元素电负性所预计的,其能量就低.低高(B)共振结构参与杂化的比重不同-能量低贡献大4.共振结构式中,第二周期的C,N,O等元素的外层如具有八个电子(),这个共振结构式的能量低,是稳定的.反之,则能量高.如:C+-C=C-C-,C+外层电子只有六个,它的能量高,是不重要的参与结构式.5.相邻两原子带有相同电荷的共振结构式,其能量高.八偶体电子构型哪个稳定？(C)如果在共振结构式中,具有结构上相似和能量上相同的两个或几个参与结构式,则不仅这些相同的参与结构式都是主要的参与结构式,而且由此共振而形成的共振杂化体也特别稳定.如1:苯的主要参与结构式如
7、2:丙烯基正离子的主要参与结构式6.3单环芳烃的来源(1)从煤焦油分离(2)从石油裂解产品中分离石油裂解制乙烯、丙烯时的副产品。(3)芳构化环烷烃或烷烃在铂催化下脱氢形成芳烃。——铂重整6.4单环芳烃的物理性质单环芳烃不溶于水，比重小于1，b.p随分子↑而↑，…单环芳烃的IR谱图特征：①νC－H吸收大于3000cm－1(3100～3010cm-1)；②1600、1500、1580、1450cm-1处苯环呼吸振动；③900～650cm-1处(指纹区)一系列γC－H面外弯曲振动可提供苯环上的取代信息。单环芳烃的NMR谱图特征：δ苯氢≈7.256.5单环芳烃的化学性
8、质6.5.1取代反应(3)硝化反应(1
