有机化学第七章 芳烃ppt课件.ppt

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1、芳香化合物的同分异构和命名；苯的结构，了解共振论的基本要点；单环芳烃的性质，亲电取代反应历程；苯环上取代基的定位规律及其解释；苯的结构和主要性质；亲电取代反应，苯环上取代基的定位规律。第七章芳烃芳烃，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）。芳香性的概念1.C/H的比例高。2.具有平面和接近平面的环状结构。

2、3.键长接近平均化。4.在核磁共振谱中，环外氢的化学位移明显移向低场，环内氢的化学位移明显移向高场。5.环稳定，难加成、难氧化，易发生亲电取代。如：C:H=1:1C:H=10:8通常所说的芳烃是指苯系芳烃。芳烃苯系芳烃非苯系芳烃单环芳烃多环芳烃联苯和联多苯多苯代脂肪烃稠环芳烃-环戊二烯负离子一、苯的凯库勒（Kekulè）结构式1865年凯库勒首先使用了苯的环状构造式。1834年经元素分析、分子量测定C6H6；1825年法拉第分离得到苯；但凯库勒结构式不能说明苯的全部特性，它的主要缺点有：§7-1苯的结构（1）分子中有三个双键，应该具有烯

3、烃的性质。例如，容易起加成反应与氧化反应，但实验证明在一般情况下苯不易与Cl2或Br2加成，也不被KMnO4所氧化。（2）苯的邻位二元取代物应有两种异构体，但实际上只有一种。XXXX（3）苯分子中有三个C=C和三个C—C键长应不相同，这样苯环就不是一个正六边形。但实验证明苯环是一个正六边形结构，环中的碳碳键长是完全相等的。+H2+120KJ/mol+3H2+QQ=3×120=360KJ/mol实验值：苯的氢化热=208KJ/mol实验值比理论值低（360﹣208=152KJ/mol）（4）氢化热不是环己烯的三倍。说明苯分子中不是由三个双键

4、组成，而应该是比环己三烯更稳定的物质。Kekulè用迅速互变异构解释苯的邻位二元取代物只有一种，但其余三项无法解释。并把这些异常的性质称为芳香性，原因归结为环状交替单双键结构。1911年Willstatter合成了环辛四烯，但它没有芳香性。二、苯结构的现代理论1.价键理论0.1397nm0.110nm120°六个碳原子都是以sp2杂化，六个碳碳键：sp2-sp2，六个碳氢键：sp2-1s，六个p轨道从侧面互相重叠形成。苯的大键大键的电子云像两个救生圈分布在分子平面的上下。电子高度离域，形成一个闭合的共轭体系，使键长完全平均化，体

5、系能量降低。2.分子轨道理论（1）没有参加杂化的六个2p轨道重新组合成六个分子轨道，其中三个是成键轨道，三个是反键轨道。（3）分子轨道属于所有碳原子，并且电子云分布是完全平均的，因此，苯分子中每一个碳碳键都具有键的性质，并且它们是完全等同的。（2）在基态时，苯分子中的六个电子都在成键轨道上，它们的能量要比在孤立的轨道低得多，因此苯环是一个稳定的体系。苯的分子轨道：ψ1ψ2ψ3ψ4ψ5ψ6E成键轨道反键轨道三个成键轨道电子云叠加的总形象：只有一种溴代苯只有一种邻二溴代苯①不发生加成（避免破坏闭合环状大键）②发生取代—保留稳定环。

6、具有特殊的稳定性没有交替的单双键；键完全平均化；键长完全相等。三、苯结构的共振论解释共振论是Pauling在1930年创立的一种分子结构理论。1.共振论对共轭体系的描述不能用经典结构式圆满表示其离域结构的分子，例如苯，它的真实结构可以由多个经典结构式的共振(或称叠加)而形成的共振杂化体来代表。……这样的经典结构式称共振结构式或极限结构。苯的真实结构不是其中任何一个，而是它们的共振杂化体。共振符号共振论的基本思想：（1）某些分子的结构式无法用一个价键式表示时，可以用几个极限结构式的共振杂化体来表示。各极限式之间用共振符号“”表示。如：（2

7、）共振分子的稳定程度用共振能来表示。共振能使体系能量下降，使体系稳定性增加。极限结构式的内能与真实分子的内能之差称为共振能。共振能越大，体系越稳定。如：共振能152kJ/mol共振能12kJ/mol（4）这些极限结构式均不是这一分子、离子或自由基的真实结构，其真实结构为所有经典结构式的共振杂化体。注意：①各极限式之间只是电子排列不同；②共振杂化体不是极限式混合物；③共振杂化体也不是互变平衡体系。（3）不同的极限式对共振杂化体的贡献大小不一样，能量越低、越稳定的极限式的贡献越大。2.共振式写法的一些规定①原子核位置相对不变，只允许电子排布有

8、差别；③遵守价键理论，氢外层电子不能超2个，碳不能超八个，碳为4价。×未成对电子数不相等②在所有极限式中，未共用电子数必需相等，总电荷必须相等。×未成对电子数不相等×原子排列不同3.共振稳定作