芳香烃 分类命名和物理性质.pdf

芳烃 芳香性 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 芳烃 芳香性 芳烃 也叫芳香烃 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 它们不一现代芳烃的概是指具有芳香性的类环状化合物 们不 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 易取代难加成难氧芳香烃具有其特征性质 芳香性 易取代 难加成 难氧 化 分 类 a 单环芳烃 CH3 CH2CH3 C CH3 3 CH CH CH3 3 3 CH CH2 苯苯叔苯苯烯 b 多环芳烃 苯邻二甲苯 乙苯 叔丁苯苯乙烯 CH2CH2CC H H 稠环芳烃 H 1 2 二苯乙烷 E 1 2 二苯乙烯 1 3 5 三苯基苯 c 稠环芳烃 三苯基苯 萘 蒽 菲 苯的结构苯的结构 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只有种 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 苯分结构的价键点苯分子结构的价键观点 代物方法射线法光谱法偶的测定表苯现代物理方法 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 0 1397nm 图示如下 0 1540 1340 154 nm0 134 nm 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 杂化轨道理论解释 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 电子高度 离域 电子云完全平均化 故无单双键之分 从而使能量降低 分子 得到稳定 2 分子轨道理论解释 分子轨道理论认为 分子中六个P轨道线形组合成六个 分子轨 道 其中三个成键规定 三个反键轨道 在基态时 苯分子的六 个 电子成对填入三个成键轨道 其能量比原子轨道低 所以苯 分子稳定 体系能量 较低 6 三个节面 4 5 6 二个节面 E 2 3 个节面 一个节面 2 3 1 无节面 个节面 1 苯的 电子分子轨道重叠情况 苯分子的大 键是三个成键轨道叠加的结果 由于 电子都是 离域的所以碳碳键长完全相同离域的 所以碳碳键长完全相同 二 从氢化热看苯的稳定性 H2 H 120KJ mol 2H2 H 232KJ mol 3H2 H 208KJ mol H苯实 208 KJ molH苯理 3x120 360KJ mol 单环芳烃的异构和命名 基苯有基的构 一 异构现象 1 烃基苯有烃基的异构 CH2CH2CH3 CH CH3 CH3CH3 2二烃基苯有三种位置异构2 二烃基苯有三种位置异构 R R R R R R 3 三取代苯有三种位置异构3 三取代苯有三种位置异构 R R R R R R R R R R 一元取代苯的命名 以苯为母体 烷基为取代基 10 省略 基 字 CH3 CH2CH3 CH2 CH2 10CH3 二元取代苯的命名 取代基的位置用邻 o ortho 间 m meta 对 p para 或1 2 1 3 1 4表示 例如例如 CHCH CH3CH3 H CCH3 CH3 CH3 H3C CH3CH3 OH H3C 邻二甲苯间二甲苯对二甲苯邻甲基苯酚 二甲苯 二甲苯 二甲苯 o m p o 甲基苯酚 三个相同烷基取代苯 用连 偏 均来表明取代基位置 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 3 CH3 H CCH CH3 H3CCH3 1 2 3 三甲苯1 2 4 三甲苯1 3 5 三甲苯1 2 3 三甲苯 连三甲苯 1 2 4 三甲苯 偏三甲苯 1 3 5 三甲苯 均三甲苯 多元取代苯用数字表明取代基位置 小基团处于1号位 取代基位置和最小 CH CH3CH3 CH3 CH3 C C 33 CH2CH3 3 CH CH CH CH3 2 C CH3 3CH3 CH CH3 2 CH2CH3 1 甲基 3 异丙苯 1 4 二甲基 2 乙苯 甲基异丙苯 1 甲基 4 叔丁苯1 甲基 4 乙基 3 异丙苯 多芳烃或当侧链较复杂时b 多环芳烃或当侧链较复杂时 也可以把烃链作为母体 苯环作为取代基 芳烃去掉一个氢原子剩下部分为芳基芳烃去掉一个氢原子剩下部分为芳基 一价的芳基可用Ar 表示 Ar CH3 CH3 CH3 Ar CH2 苯基 Phenyl Ph 苯甲基 苄基 Benzyl Bz 2 甲苯基 邻甲苯基 3 甲苯基 间甲苯基 4 甲苯基 对甲苯基 Bz 当苯环上连有 COOH SO3H NH2 OH CHO CH CH2 也把苯环作为取代基 例如 COOH SO3H CHO OHNH2 苯甲酸苯磺酸苯甲醛苯酚 苯胺 命名下列化合物和基团 写出化合物结构式写出化合物结构式 单环芳烃的物理性质 1 无色液体 不易溶与水 比水轻 易溶于有机溶剂 燃烧带黑烟 有 毒 涂料工业的稀释剂 2 沸点随分子量的增加而升高 3熔点和分子量及分子形状有关分子对称性好熔点就高 3 熔点和分子量及分子形状有关分子对称性好 熔点就高 4 密度都小于1 度 5 与烯烃相似 取代基越多 稳定性越大 沸点随分子量沸点随分子量 分子对称性好分子对称性好 沸点随分子量沸点随分子量 的增加而升高的增加而升高 分子对称性好分子对称性好 熔点就高熔点就高 苯