湖州师范学院：《有机化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 芳香烃（王康成教授）

有机化学精品课件 第七章芳香烃 10100011 o o110 x011 7 9010:00 B CH

第七章 芳 香 烃

第一节苯的结构 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)。 芳烃按其结构可分类如下: ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

第一节 苯的结构 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）。 芳烃按其结构可分类如下：

CHCH T CHCH H=CH 单环芳烃 CHb 苯乙苯 异丙苯 苯乙烯 苯系芳烃 联苯 联苯 对三联苯 多环芳烃稠环芳烃 禁 蒽 多苯代脂烃 CH 二苯甲烷 非苯芳烃 环戊二烯环庚三烯 负离子正离子 ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

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。 H H 简写为 苯的凯库勒式结构 ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

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

苯分子结构的价键观点 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 0.1397m。图示如下: 0.13m 120° 正六边形结构 所有的原子共平面 0.137m CC键长均为01397rm H CH键长均为0.110rm 0.110m 所有键角都为120° ZnprOfessorwangkangchengEmaIl:W518@Sohu.com

二、苯分子结构的价键观点 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：

理论解释: 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。 00 苯中的F轨道 P轨道的重叠 ProfessorwangkangchengEmaiL:w518@sohu.com

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。 理论解释：

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π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π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。 反键轨道 E原子轨道 1计 成键轨道 苯的分子轨道能级示意图 ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

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π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π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

三个节面 二个节面9 v2一个节面 y3 无节面 苯的π电子分子轨道重叠情况 苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果,由于π电子都是 离域的,所以碳碳键长完全相同。 ProfessorwangkangchengEmaiL:W518@sohu.com

E ψ ψ ψ ψ ψ 2 ψ 3 4 5 6 1 无节面 三个节面 二个节面 一个节面 苯的π 电子分子轨道重叠情况 苯分子的大π键是三个成键轨道叠加的结果，由于π电子都是 离域的，所以碳碳键长完全相同

、从氢化热看苯的稳定性 △H=120KJ/mol 2H2 △H=232KJ/mol +3H △H=208KJ/mol △H苯理=3x120=360KJ/mol △H*实=208KJ/mol ZProfessorwangkangchengEmaIl:w518@sohu.com

二、从氢化热看苯的稳定性 H2 2H2 3H2 H= _ 120KJ / mol H= _ 232KJ / mol H= _ 208KJ / mol H苯理=3x120=360KJ / mol H苯实=208 KJ / mol

第二节单环芳烃的异构和命名 异构现象 1.烃基苯有烃基的异构 例如: CH3 CHoCHoCH CH 2.二烃基苯有三中位置异构 例如 R R R R 3.三取代苯有三中位置异构 例如:RR R R R R ProfessorwangkangchengEmaiL:w518@sohu.com

第二节 单环芳烃的异构和命名 一、异构现象 1．烃基苯有烃基的异构 例如： CH2CH2CH3 CH CH3 CH3 2．二烃基苯有三中位置异构 例如： R R' R R R' R' 3.三取代苯有三中位置异构 例如： R R' R R R'' R'' R'' R' R