有机化学单环芳烃

所以上述表示法不能准确反映1,3-丁二烯
的真实结构。
有机化学
芳烃
9
6-1 苯的结构
基本要点
苯的共振式和共振论
✓ 当一个离子、分子或自由基按照价键理论可以
写出两个以上的经典结构式时，这些结构式共振
(或重叠)成一个共振杂化体，共振杂化体接近实
际分子。 如醋酸根是由下列式子参加共振的：
O
O
H3C C O
H3C C O
为共振符号，与表示平衡的
不同.
共振杂化体绝非混合物, 它只具有单一结构.
有机化学
芳烃
10
6-1 苯的结构
共振论基本要点
✓共振结构式对分子的贡献大小与它们的稳 定性大小成正比。关于共振结构能量的比较， 有如下经验规则：
[1] 共振结构式中，共价键越多，能量越低， 则更稳定。
√
有机化学
芳烃
[3] 键角和键长有改变的结构不稳定。
[4] 满足八隅体的共振结构式稳定。
+ .. CH2 O.. H
+
CH2=O..H
贡献较大
有机化学
较芳稳烃 定(八隅体)
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6-1 苯的结构
共振论基本要点
✓共振结构能量比较的经验规则：
[3] 键角和键长有改变的结构不稳定。 [4] 满足八隅体的共振结构式稳定。
② 烷基相对位置不同引起的位置异构
H3C CH2CH3
CH3CH2
CH3
CH2CH3
CH3
有机化学
CH3 CH3
CH3
CH3
H3C
芳烃
CH3
H3C H3C
CH3
21
6-2 单环芳烃的构造异构和命名
[1] 共价键越多，能量越低，则更稳定。
[2] 电荷的分布符合元素电负性规律的结构 能量低，稳定；反之亦然。
[3] 键角和键长有改变的结构不稳定。
√
√
有机化学
芳烃
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6-1 苯的结构
共振论基本要点
✓共振结构能量比较的经验规则：
[1] 共价键越多，能量越低，则更稳定。
[2] 电荷的分布符合元素电负性规律的结构 能量低，稳定；反之亦然。
有机化学
芳烃
2
分类
按分子内是否含有苯环及环的多少、结合方式来自单环芳烃CH3
CH=CH2
芳
联苯和联多苯
香 烃
多环芳烃 多苯代脂烃类
稠环芳烃
蒽
非苯芳烃
有无机化苯学 环，却有芳香性 芳烃
3
6-1 苯的结构
凯库勒结构式
1865年, 德国的化学家Kakule提出苯结构为
H
H
H
H
H
H
为保证碳的4价，而在
环中加了三个双键，简
6-2 单环芳烃的构造异构和命名
构造异构 苯的同系物：苯上氢原子被烷基取代。 通式: CnH2n-6 例 书写C9H12的芳香族构造异构体
① 侧链碳链的构造异构
② 烷基相对位置不同引起的位置异构
有机化学
芳烃
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6-2 单环芳烃的构造异构和命名
构造异构 例 书写C9H12的芳香族构造异构体
① 侧链碳链的构造异构
第六章 单环芳烃
一、苯的结构
二、单环芳烃的构造异构和命名
三、单环芳烃的来源和制备
四、单环芳烃的物理性质
五、单环芳烃的化学性质
六、苯环上亲电取代反应的定位规律
有机化学
芳烃
1
概述
芳烃名称的由来 芳香烃是指含有苯环的烃类有机物。 “芳香”是指芳烃具有的不同于脂肪
烃的独特的性质。 ——芳香性
芳烃具有的难加成、难氧化、易取代 的不同于脂肪烃的化学性质称为芳香性。
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6-1 苯的结构
共振论基本要点
✓共振结构能量比较的经验规则：
[1] 共振结构式中，共价键越多，能量越低， 则更稳定。
[2] 在具有不同电荷分布的共振结构式中， 若电荷的分布符合元素电负性规律，则该 结构能量低，稳定；反之亦然。
有机化学
√
芳烃
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6-1 苯的结构
共振论基本要点
✓共振结构能量比较的经验规则：
.
CH2=CH CH2
.
CH2 CH=CH2
共振杂化体比任何一个参与结构都要稳定,其
能量比能量最低的参与结构的能量还要低很多,
这种能量之间的差值叫作共振能(共轭能、离
域能)。
有机化学
芳烃
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6-1 苯的结构
共振式书写规则
• 共振式中，只有电子分布不同，原子排列 完全相同。
CH2=CH OH
H3C CH=O
记作：
有机化学
芳烃
4
6-1 苯的结构
凯库勒结构合理性
➢为什么苯经催化加氢后得到环己烷？
3H2 Ni 加压
➢为什么苯的一元取代产物只有一种？
X X
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芳烃
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6-1 苯的结构
凯库勒结构不合理性
➢凯库勒结构式实际上是环己三烯
键参数： 理 论 上：“C-C”和“C=C”键长应不
同 实测结果：“C-C”键长均为0.140nm；
[5] 相邻两原子带有相同电荷的共振结构式 能量高，不稳定。
O
H
+N +
O
E
[6有]机化共学 振结构式越多, 芳则烃 该分子结构越稳定15.
6-1 苯的结构
共振论基本要点
✓ 共振式结构式中，若具有结构上相似和能量
相同的两个或几个参与结构式，则这些结构式
都是主要的参与结构，且共振而成的共振杂化
体也特别稳定 。
有机化学
O CH2=CH C CH3
+
-
O
+
√ 芳烃 CH2 CH C CH3
18
6-1 苯的结构
苯的共振式
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
+ +
-
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
苯的真实结构不是其中任何一个, 而是它们的 共振杂化体. 其中III~Ⅴ三个共振结构式的键 长和键角都不等, 能量高, 对苯分子贡献小. I 和有机I化I学的能量最低, 对苯芳分烃 子的结构的贡献最1大9 .
性 质： 理 论 上： 易发生加成或氧化反应;
实 有机化学 际 结 果 ： 苯 具 有芳烃异 常 的 稳 定 性 —— 芳6
氢化热/kJ.mol-1
cat. H2
120 苯比凯库勒所假
3H2 Ni 预测值 360 定的环己三烯式
加压
实测值 208 要稳定的多.
② 按照凯库勒结构，苯的邻二卤代物应 有两种不同的结构。
• 共振式中，配对电子数和未配对的电子数 应是相等的。
.
CH2=CH CH2
. ..
CH2 CH CH2
有机化学
芳烃
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6-1 苯的结构
共振式书写规则
• 共振式中，只有电子分布不同，原子排列 完全相同。
• 共振式中，配对电子数和未配对的电子数 应是相等的。
• 中性分子也可表示为电荷分离式，但电子 的转移要与元素的电负性吻合。
X Y
X 实际结果：苯的邻二卤代 物只有一种.
Y
有机化学
芳烃
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6-1 苯的结构
价键(近代)理论
120°H
H
H 0.110nm 0.140nm
H
H
H
有机化学
芳烃
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6-1 苯的结构
问题的提出：
苯的共振式和共振论
例 1,3-丁二烯常用下面结构表示：
CH2=CH CH=CH2
实验测得：C2-C3键长比普通C-C单键键长 短，具有双键的性质，即π电 子发生了离域。