第三章 芳香烃1(课件)《有机化学(第二版)》同步教学（化学工业出版社）

第三章 芳 香 烃 第一节 苯的结构 第二节 单环芳烃的分类异构和命名 第三节 单环芳烃的物理性质 第四节 单环芳烃的化学性质 目录 一、苯的凯库勒式 1865年凯库勒从苯的分子式C6H6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。 （苯的凯库勒式结构 ） 第一节 苯的结构 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： 正六边形结构 所有的原子共平面 C-C键长都是0.1397nm C-H键长都是0.110nm 所有键角都是120° 二、苯分子结构的价键观点 1.杂化轨道理论解释 苯分子中的碳原子都是以sp2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。 苯中的p轨道 p轨道的重叠 H 2 2 H 2 3 H 2 H = _ 1 2 0 k J / m o l H = _ 2 3 2 k J / m o l H = _ 2 0 8 k J / m o l H 苯 实 = 2 0 8 k J / m o l H 苯 理 = 3 x 1 2 0 = 3 6 0 k J / m o l 由此可见，苯的结构并非单双键交替的结构，而是形成闭合共扼π键。 所以,也可用下式表示苯的结构: 2.从氢化热看苯的稳定性 一、分类 根据分子中所含苯环的数目和连接方式，芳香烃可分为如下几类： 单环芳烃 烷基苯CnH2n-6（n≥6） 烯基苯CnH2n-8（n≥8） 炔基苯CnH2n-10（n≥8） 芳香烃 单环芳烃 例如： 多环芳烃 例如： 稠环芳烃 例如： （苯） （联苯） （萘） 第二节 单环芳烃的分类异构和命名 1．苯环上的支链不同，产生的构造异构 2．支链在环上的位置不同，产生的位置异构 二、异构现象 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： 邻甲苯基（2-甲基苯基) 苯基,用ph表示。 （C6H5CH2-）苄基（苯甲基） 三、命名 1．芳基的概念 （1）当苯环上连的是简单烷基或环烷基（R-），-NO2， -NO， -X等基团时，则以苯环为母体，叫做” 某某苯”。例如： （2）当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH、 -CHO，-CH=CH2或较复杂-R等基团时，基团为母体,则把苯环作为取代基,叫做”苯某某”。例如： 2.一元取代苯的命名 取代基的位置用邻、间、对或1，2； 1，3； 1，4表示。例如： 1，2-二甲苯 1，3-二甲苯 1，4-二甲苯 3-叔丁基甲苯 （邻二甲苯） （间二甲苯） （对二甲苯） （间叔丁基甲苯） 3.二元取代苯的命名 4.多取代苯的命名 （1） 母体选择原则:按“官能团优先次序”表选择母体(排在最后面的作为母体，其他基团作为取代基。）。 （2）把母体官能团相连的苯环上的碳原子作为第1位。根据“最低系列”原则，给苯环上的其他碳原子编号。取代基的位置用邻、间、对或2，3，4,……表示。 “母体官能团优先次序”表： -NO 、-NO2 、 -X、 -R、 -OR、＞C＝C＜、 -C≡C- 、-NH2、 -OH、-SH、 -OH（醇）、 -COR、-CHO、 -CN、-CONH2（酰胺）、 -COX（酰卤）、-COOR（酯）、-SO3H、 -COOH 苯和它的常见同系物一般为无色透明有特殊气味的液体，不溶于水，易溶于有机溶剂，液态芳烃本身也是良好的溶剂。 相对密度大多为0.86~0.93，沸点随相对分子质量升高而升高。 熔点除与相对分子质量有关外，还与结构的对称性有关，通常结构对称性高的化合物，熔点较高。芳香烃一般都有毒性，长期吸入它们的蒸气，会损害造血器官及神经系统。 第三节 单环芳烃的物理性质 一、亲电取代反应