第四章 芳香烃定义:指苯及苯的同系物,跟苯的结构特征相似的化合物
芳烃可分为苯系芳烃和非苯系芳烃两大类
苯系芳烃根据苯环的多少和连接方式不同可分为:单环芳烃 分子中只含有一个苯环的芳烃
多环芳烃 分子中含有两个或两个以上独立苯环的芳烃
例如: 联苯 二苯基甲烷 稠环芳烃 分子中含有两个或两个以上苯环,苯环之间通过共用相邻两个碳原子的芳烃
例如: 萘 菲 一、苯的结构根据元素分析得知苯的分子式为 C6H6
仅从苯的分子式判断,苯应具有很高的不饱和度,显示不饱和烃的典型反应—加成、氧化、聚合,然而苯却是一个十分稳定的化合物
通常情况下,苯很难发生加成反应,也难被氧化,在一定条件下,能发生取代反应,称为“芳香性”
1865 年,德国化学家凯库勒提出了关于苯的结构的构想
苯分子中的 6 个碳原子以单双键交替形式互相连接,构成正六边形平面结构,内角为 120 度
每个碳原子连接一个氢原子
然而根据苯的凯库勒结构式,苯的邻位二元取代物应有两个异构体,实际上只有一种
苯具有特殊的稳定性,苯的氢化热比假想的 1,3,5-环已三烯小 150
6kJmol-1,这些问题都是苯的凯库勒结构无法解释的
杂化理论认为,组成苯分子的 6 个碳原子均以 SP2杂化,每个碳原子形成三个 SP2杂化轨道,其中一个 SP2杂化轨道与氢的 1S 轨道形成 C-Hσ 键,另两个 SP2杂化轨道与两个碳原子的 SP2杂化轨道形成两个 C—Cσ 键
SP2杂化为平面杂化,键角为 120 度,碳氢原子均在同一平面上
每一个碳原子还有一个末参加杂化的 P 轨道,相互平行重叠,形成一个六原子六电子的共轭大 π 键
π 电子云分布在苯环的上下,形成了一个闭合的共轭体系,共轭体系能量降低使苯具有稳定性,同时电子云发生了离域,键长发生了平均化,在苯分子中没有单双键之分,所以邻位二元取代物没有异构体
二、命名及同分异构体苯及其