第四章 芳香烃和卤代烃（课件）-《有机化学基础》芳香烃第一课时同步教学（中国中医药出版社）

芳 烃 Aromatic Compounds 本 章 提 纲 芳香烃及芳香性 苯的结构 价键理论对苯结构的处理 分子轨道理论对苯结构的处理 芳香烃及芳香性 芳香烃 苯及其同系物、多苯环物及衍生物构成芳香族碳氢化合物简称芳香烃或芳烃。 2. 芳香性 芳香烃比较稳定，苯环较容易进行取代反应，不容易进行加成反应和氧化反应，称为芳香性。 非苯芳烃 分子中不含苯环，但有芳香性的碳氢化合物称为非苯芳烃 芳香烃及芳香性 2. 芳香性 芳香烃及芳香性 2. 芳香性 芳香烃及芳香性 芳香性 有类似苯的结构和性质的化合物为芳香族化合物 具有平面、环状闭合的共轭多烯结构 有高度稳定性，难加成，难氧化，易取代的性质 这种特殊性质称为芳香性aromaticity 芳香烃及芳香性 芳香性 富勒烯Fullerenes 的发现对此概念 提出挑战： 苯型芳香烃的分类 苯的结构 现代物理方法测得苯的结构为： 苯分子的六个碳原子和六个氢原子都在同一个平面上，六个碳原子构成正六边形，C—C 键长为 0.140 nm，C—H 键长为 0.108 nm，键角 ∠CCH 及 ∠CCC 均为 120°。 苯分子模型 苯的结构 价键理论对苯结构的处理 杂化轨道理论认为苯环中碳原子为 sp2 杂化状态，三个 sp2 杂化轨道分别与另外两个碳原子的 sp2 杂化轨道形成两个 C—C σ键以及与一个氢原子的 s 轨道形成 C—H σ 键，没有杂化的 p 轨道相互平行且垂直于 σ 键所在平面，它们侧面互相重叠形成闭合大 π 键共轭体系。大π键的电子云像两个救生圈分布在分子平面的上下。 价键理论对苯结构的处理 价键理论对苯结构的处理 苯分子环状结构及π电子云分布图 价键理论对苯结构的处理 苯的稳定性 苯的Kekulé结构式 1865年，德国化学家凯库勒提出苯的构造式，苯环中双键可以不停地变动： H H H H H H H H H H H H 苯的Kekulé结构式 分子轨道理论对苯结构的处理 分子轨道理论认为，六个碳原子上的六个p轨道组成六个π分子轨道ψ1、ψ2、ψ3、ψ4、ψ5 和 ψ6。其中ψ1、ψ2 和 ψ3 是成键轨道；ψ4、ψ5 和 ψ6 是反键轨道；ψ2 和 ψ3，ψ4 和 ψ5 为简并轨道。其能量为 ψ1＜ψ2=ψ3＜ψ4=ψ5＜ψ6。 分子轨道理论对苯结构的处理 共振论简介 共振论认为苯的结构式主要由二个Kekule式的共振杂化体表示： 共振论简介 共振论是Pauling在1930年提出，基本要点如下： 1.当一个分子、离子、或自由基按照价键理论可写出二个以上的经典结构式时，这些结构式成为参加共振的一员，例苯： 共振论简介 基本要点如下： 2.分子的稳定程度可用共振能表示，共振结果使体系内能降低。对一个化合物的分子来说，每个极限式对共振杂化体的贡献不同，越稳定的极限式贡献越大（共价键较多的稳定，贡献大。电荷式不稳定，贡献小）。 共振论简介 基本要点如下： 3.书写极限式必须遵守一定的规则： （1)遵守价键理论，氢外层电子不能超2个，碳不能超八个。 （2）原子核位置相对不变，只允许电子排布有差别： 共振论简介 基本要点如下： 3.书写极限式必须遵守一定的规则： （3）在所有极限式中，未共用电子数必需相等。 共振论简介 应用举例 共振论简介 应用举例 $$