最新7.1-苯的结构和芳香性课件PPT.ppt 65页

'7.1-苯的结构和芳香性 根据是否含有苯环以及所含苯环的数目和联结方式的不同，芳烃可分为以下几类:芳（香）烃：具有芳香性的碳氢化合物单环芳烃：分子中只含有一个苯环。多环芳烃：分子中含有两个或两个以上的苯环。2021/9/3 芳香性杂环化合物：分子中含有杂原子的具有一定芳香族化合物性质的环状化合物。非苯芳烃：分子中不含苯环，但含有结构及性质与苯环相似的芳环，并具有芳香族化合物的共同特性。2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 Kekulé式中有单双键之分，但事实上键长一样.2021/9/3 2021/9/3 7.1.2苯分子结构的近代概念苯是平面正六边形构型C：SP2杂化苯分子中的键：C-H,C-C苯分子中12个原子共面，每个碳原子上有一个与σ平面⊥的p轨道，相互之间以肩并肩重叠形成π66大π键。①价键理论（杂化）2021/9/3 处于π66大π键中的π电子高度离域，电子云完全平均化，在结构中并无单双键之分，是一个闭合的共轭体系。π66是离域的大π键，体系稳定，能量低，不易开环(即不易发生加成、氧化反应)。2021/9/3 ②分子轨道理论六个p轨道可线性组合成6个分子轨道：苯的分子轨道模型简并最低简并最高成键轨道反键轨道2021/9/3 苯分子轨道能级图解释：①三个成键轨道能量低，三个反键轨道能量高。分子轨道中节面越多，能量越高。②六个π电子均进入成键轨道，且能量低于3个孤立的π键，所以很稳定。2021/9/3 ③苯分子中电子云分布。像两个救生圈分布在苯分子平面的上下侧,由以上讨论知：苯的结构很稳定，其π电子高度离域，键长完全平均化。苯的离域π分子轨道：苯分子结构的表示方法2021/9/3 结构：环状闭合共轭体系较大的离域能化学性质：环稳定，不易加成、氧化，易取代。归纳芳烃的共性：闭合环状体系、有较大离域的化合物一定有芳性？2021/9/3 7.1.3休克尔规则及芳香性的判断当年芳香性引起了人们的极大的兴趣。人们偿试着合成类似苯一样的闭环体系不稳定，没有芳香性！和烯烃一样活泼，无芳性2021/9/3 Húckel规则（4n+2规则）一个环状化合物具有共平面的离域体系且π电子数为4n+2时（n=0，1，2------）——有芳性n相当于简并成对的成键轨道和非键轨道苯2021/9/3 从分子轨道的角度说明4n+2规则---芳香性判断的方法环状共轭烯烃的通式为CnHn。苯（C6H6）也可看作是环状共轭烯烃中的一种。当一个环状共轭烯烃分子所有的碳原子处在（或接近）同一个平面上时，每个碳原子上具有的一个与平面垂直的p原子轨道可以组成n个分子轨道。芳香性的判断部分环状共轭烯烃的π分子轨道能级及基态π电子构型见下图2021/9/3 环状共轭烯烃（CnHn）的π分子轨道能级和基态电子构型2021/9/3 所有双键均省去反键轨道成键轨道非键轨道这种能级关系也可简便地用下图所示顶角朝下的各种正多边形来表示：每一分子轨道的能级可用一个平面正多边边形的每一个顶角表示分子结构与能级的形象表示2021/9/3 π电子数=6符合4n+2芳性π电子数=10符合4n+2芳性ab分析举例稳定的闭壳层电子构型：电子恰好全填满成键轨道（包括非键轨道）芳性：具有稳定闭壳层电子构型的结构，能量远低于相应的直链烯烃，独特的热力学稳定性，独特的反应性能1)符合4n+2（一）环状共轭烯烃2021/9/3 π电子数=4符合4n极不稳定的双自由基——反芳性a2)：符合4n半填满2021/9/3 π电子数=8符合4n却是一个稳定的环状共轭化合物—非芳性bπ电子数=10符合4n+2芳性2021/9/3 （二）环状共轭烯离子1）环丙烯正离子该正离子中，碳碳键和苯环中碳碳键的键长十分接近。两个π电子呈离域状态均匀分布在三个碳原子上的。从图可以看出，基态下两个π电子正好填满一个成键轨道。可见，环丙烯正离子应该具有芳香性。π电子数=2符合4n+2芳性-H-2021/9/3 白色固体（室温、无水）μ=4.39D稳定性远大于环丙酮（室温下聚合）人们已经合成出一些稳定的含有取代基的环丙烯正离子的盐2021/9/3 2）环戊二烯负离子SP3杂化SP2杂化π电子数=6符合4n+2芳性2021/9/3 π电子数=6符合4n+2芳性环庚三烯正离子（卓正离子）3）环庚三烯正离子2021/9/3 三）大环芳香体系（轮烯）非平面!!9共平面符合4n+2芳性？[10][14][18]轮烯芳香性CnH2n，n>102021/9/3 凡共面的环状分子，其π电子数符合休克尔4n+2的就是具有芳香性；符合4n的为反芳香性化合物。而非共面的环状共轭烯烃分子则为非芳香性化合物。随着结构理论的发展，芳香性概念还在不断深化发展。总结2021/9/3 7.2芳烃的异构和命名2021/9/3 如果苯环上连有连有较复杂基团，或是不饱和烃基时，则把苯作为取代基来命名。2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 苯的三元取代物有时用连、偏、均来表示2021/9/3 3、芳基芳烃分子中去掉氢原子所剩下的部分，用Ar表示。2021/9/3 7.3单环芳烃的来源和制法2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 谚语幸运的开始 关于金钱 有了钱你可以买楼但不可以买到一个家 有了钱你可以买钟表但不可以买到时间 有了钱你可以买一张床但不可以买到充足的睡眠 有了钱你可以买书但不可以买到知识 有了钱你可以买到医疗服务但不可以买到健康 有了钱你可以买到地位但不可以买到尊重 有了钱你可以买到血液但不可以买到生命 有了钱你可以买性但不可以买到爱 这个来自荷兰的谚语会带来幸运 这个谚语已经环绕世界八次,现在是你得到幸运的时候 这不是一个玩笑你的幸运会来自邮件或互联网 在四天内把这个谚语传给真正需要幸运的人 以下是几个有关收到这个信息后得到幸运的人的例子 康斯坦于1953年收到这个信息，然后叫他的秘书传送给20个人四天后他中了一亿元彩票 卡洛斯收到同样的信息，但没有传给別人，结果他在四天后被辞退不久他改变了主意，把这个信息传给了別人，最后变得富有 在1967年，贝鲁收到这个信息后取笑它，数天他的儿子病倒了他立刻把这个信息传给20个人，9天后他收到好消息，他的儿子痊愈了 这个信息是由南非的传教士ANTHONYDECROUD写的 在四天内你传这个信息给别人 由你把这个信息传给别人开始的4天后，你的幸运便会降临 这是真的这个信息会传播幸运，幸运最终会降临在你门前 这个信息传给二十个朋友或亲人，接下來的一天你便会收到一个好消息或意外惊喜 我希望这个信息会流传于世界各地 把这个信息传给20个人，幸运便会发生 IMPORTANT:DONOTMODIFYTHETEXTTHATISENTYOU,COPYITEXACTLYTHEWAYYOUGOTIT.GOODLUCK.J.A.B.'