有机化学第7章 芳烃

H3C
CH3
间三甲苯
母体选择原则——官能团优先次序
OH
NH2
COOH
COOH
Cl
SO3H
对氯苯酚 对氨基苯磺酸
NO2
HO
NO2
间硝基苯甲酸 3-硝基-5-羟基苯甲酸
第三节 单环芳烃的性质
一、物理性质
一般为无色有芳香味的液体，不溶于水，相对 密度在0.86-0.93，是良好的溶剂，有一定的毒性。
6个p电子成对地填入三 个成键的分子轨道上
四、从氢化热看苯的稳定性
H2
H=_120KJ / mol
2H2
H=_232KJ / mol
3H2
H=_208KJ / mol
H苯理=3x120=360KJ / mol H苯实=208 KJ / mol
离域能 =152KJ/mol
五、共振论简介
共振论认为苯的结构式主要是由两个凯库勒 式共振得到的共振杂化体来表示的。
共振论基本要点
1、当一个分子、离子或自由基按照价键理论可以写出两个以上的 经典结构时，这些结构式成为参加共振的一员，其差别仅是电子 的分布不同。这些可能的经典结构式称为极限式或共振贡献式。
极限式或共振贡献式共振得到共振杂化体，共振杂化 体接近实际分子。
2、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。真实分子的能量低于能写出的任何 一个极限式的能量。
环戊二烯 环庚三烯
薁
负离子 正离子
第一节 苯的结构
一、苯的凯库勒（Kekule）式
历史上苯的表达方式
Kekule式
双环结构式 杜瓦苯
棱形结构式
向心结构式
对位键结构式
余价结构式
苯的凯库勒（Kekule）式
苯分子环状结构
X
X
Y
碳四价
Y
苯的邻二元取代物只有一种
简写
二、苯分子结构的价键观点
H
120° H
CHO
OH
NH2
苯甲酸
苯磺酸
CH=CH 2
苯乙烯
苯甲醛
苯酚
苯胺
CH3 CH3-CH2-CH-C-CH 2-CH3
CH3
3，3-二甲基-4-苯基己烷
2、多元取代苯的命名
Cl OCH3
邻氯苯甲醚
CH3 OH
间甲苯酚
CH3
COOH
对甲苯甲酸
CH3 CH3 CH3
连三甲苯
CH3 CH3
CH3
偏三甲苯
CH3
⑶在所有极限式中，未共用电子数必须相等。
六、苯的构造式的表示法
价键式
分子轨道离域式
共振式
第二节 芳烃的异构现象及命名
一、同分异构现象
一元取代物
CH2CH2CH3
二元取代物
CH3 CH
CH3
三元取代物
二、芳基
苯基， 用Ph表示 CH2 (C6H5CH2-) 苄基（苯甲基），用Bz表示
三、命名
共振能：把极限式的能量与实际分子的能量作对比， 所得差值。这样便可估算出若干极限式在共振时所起 稳定程度的大小。
苯的共振能152kJ/mol。
判断关于离子和分子共振结构的相对稳定性规则
⑴ 有较多共价键的结构通常比共价键少的结构更稳定。
⑵ 电荷分离式贡献很小，忽略不记。 ⑶ 等价的极限式对共振杂化体的贡献相等。
水中
HNO3
H2SO4中
H+ + NO3 HO + NO2
浓硫酸与硝酸作用生成硝基正离子NO2+
HNO3 + H2SO4 H2O+-NO2
H2SO4 + H2O
HSO4- + H2O+_NO2 H2O + +NO2
H3+O + HSO4-
HNO3 + 2H2SO4
H3O+ + +NO2 + 2 HSO4-
0.1397nm H
120° 0.1397nm
H
H
0.110nHm
正六边形结构 所有的原子共平面 C-C 键长均为0.1397nm C-H 键长均为 0.110nm 所有键角都为 120°
杂化轨道理论解释
三、苯的分子轨道模型
反键轨道 E 原子轨道
成键 轨道
苯的分子轨道能级示意图
苯分子轨道能级图
（2）硝化反应历程
HONO2 + HOSO2OH + NO2
[H2O+-NO2] + S O4H
- H2O NO2
来自百度文库
NO2
H
- H+
二、亲电取代反应
芳烃化学性质稳定，不易氧化，加成，易发生亲电取代。
O
F-C acylation
R
Halogenation
Cl
Br
I
alkylation F-C
NitrationSulfonation
R
NO2
SO3H
1、硝化反应
有机化合物碳上的氢被硝基取代的反应称为硝 化反应。
（1）硫酸的作用
1、一元取代苯的命名
a. 当苯环上连的是烷基（R-），-NO2，-X等基团时，则以 苯环为母体，叫做某基苯。
CH3 CH
CH3
NO2
Cl
异丙基苯
叔丁基苯
硝基苯
氯苯
b. 当苯环上连有-COOH，-SO3H，-NH2，-OH，-CHO， -CH=CH2或R较复杂时，则把苯环作为取代基。
COOH
SO3H
力学控制。 9、理解芳香性概念、芳香性的判别、休克尔规则。 10、了解单环芳烃的来源与制法。
芳香性的概念和芳香化合物的定义
第一阶段：从植物胶中取得的具有芳香气味 的物质称为芳香化合物。
第二阶段：将苯和含有苯环的化合物称为芳 香化合物。
第三阶段：将具有芳香特性的化合物称为芳 香化合物。
芳香性的概念
⑷ 极限式中所有的原子均有完整的价电子层是较稳定的。 ⑸ 在电负性更大的原子上带负电荷的结构比负电荷在电负性 较小的原子上的结构更稳定。
⑹ 键角和键长有改变的结构不稳定。
3、共振结构的书写规则
⑴必须遵守价键理论，氢原子外层电子数不能超过2个。 第二周期元素最外层电子数不能超过8个，碳为4价。 ⑵原子核的相对位置不能改变，只允许电子排布上有所差别。
第七章
芳烃
本章要求：
1、掌握苯的结构，杂化轨道理论和分子轨道法的定性解释。 2、掌握单环芳烃的同分异构和命名法。 3、掌握单环芳烃的化学反应。 4、掌握苯环取代定位规则、供电子基团、吸电子基团及其理论
解释和应用。 5、通过卤化、硝化、磺化以及傅-克烷基化和酰基化反应理解芳
香烃亲电取代反应历程。 6、理解共振论的要点，共振式的书写原则。 7、掌握萘、蒽、菲的结构。 8、掌握多环芳烃的化学性质、萘的磺化反应、动力学控制和热
1、C/H的比例高。 2、具有平面和接近平面的环状结构。 3、键长接近平均化。 4、化学性质稳定，易发生亲电取代而不易发
生加成。
芳烃按结构分类
单环芳烃
苯
CH2CH3
CHCH 3 CH3
CH=CH 2
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
萘
蒽
非苯芳烃
多苯代脂烃
CH2 二苯甲烷