提示:C6H5-、-C6H4-表示苯环
一、芳香烃
1、苯
分子式 | C6H6 |
结构式 | |
键线式 | |
球棍模型 | |
填充模型 |
2、芳香烃
具有芳香性的烃称为芳香烃,一般是指分子中含有苯环的烃。
广义的芳香烃包括非苯芳烃。
非苯芳烃:对完全共轭的、单环的、平面多烯来说,具有(4n+2)个 π电子(n≥0)的分子,可能具有特殊芳香稳定性。
2、苯环的空间结构
(1)苯的“十二点共面”和“对角四点共线”
(2)苯的大л键形成和碳碳键的均匀化
苯分子为平面正六边形结构,每个碳原子采用sp2杂化,三个杂化轨道与两个碳原子和一个氢原子形成三个δ键,剩余的一个p轨道垂直于平面,相互重叠形成大л键。大л键的形成使6个碳碳键均匀化,每个键既不是碳碳双键,也不是碳碳单键,而是介于单键和双键之间的一种特殊键。
形成大л键之前
形成大л键之后
所以苯分子的键线式写法又可以为。
【问题】
,哪种没有同分异构体,能说明苯环上的6个碳碳键相似?
二、苯的同系物及衍生物的命名
1、苯的同系物及其它烃类
C6H5-CH3:甲基苯,简称为甲苯。
C6H5-CH2CH3:乙基苯,简称为乙苯。
C6H5-CH2CH2CH3:丙基苯,简称为丙苯。
C6H5-CH(CH3)2:异丙基苯,简称为异丙苯。
CH3-C6H4-CH3:二甲基苯,简称为二甲苯,分为邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯。
C6H5-CH=CH2:苯乙烯。C6H5-C≡CH:苯乙炔。
2、苯的衍生物
C6H5-Cl:氯苯。C6H5-Br:溴苯。C6H5-NO2:硝基苯。
C6H5-NH2:氨基苯,又叫苯胺。
C6H5-OH:苯酚。
C6H5-CH2OH:苯甲醇。C6H5-CHO:苯甲醛。C6H5-COOH:苯甲酸。
3、另一种命名方式
将苯环上的6个碳原子编号为1-6,写出侧链的位置编号。
1,2-二甲苯 1,3-二甲苯 1,4-二甲苯
4-甲基-2-氯苯甲醇
三、苯的物理性质和化学性质
1、苯的物理性质
状态 | 颜色 | 气味 |
液体 | 无色 | 有特殊气味 |
水溶性 | 毒性 | 挥发性 |
不溶 | 有毒 | 易挥发 |
熔点 | 沸点 | 密度 |
5.5℃ | 80℃ | 0.88g/cm3 |
2、苯的化学性质
(1)由于苯的大л键较稳定,不易发生烯烃所容易发生的加成反应和氧化反应。
苯既不能使溴的四氯化碳溶液褪色,也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)苯具有可燃性,在空气中燃烧时会产生浓重的黑烟。
2C6H6+15O2→点燃→12CO2+6H2O
(3)苯的取代反应
①苯与液溴在FeBr3的催化下,发生取代反应,生成溴苯。
+Br2→FeBr3→-Br+HBr↑
溴苯:无色液体,有特殊气味,不溶于水,密度比水大。
下图是制取溴苯的实验装置
【问题】如何从反应后的液体中提纯溴苯?
②苯与浓硝酸在浓硫酸的催化下,在50~60℃发生硝化反应,生成硝基苯。
+HNO3→浓硫酸/△→
解析:+HO-NO2→+HO-H
硝基苯:无色液体,有苦杏仁气味,不溶于水,密度比水大。
【问题】如何从反应后的液体中提纯硝基苯?
③苯与浓硫酸的催化下,在70~80℃发生磺化反应,生成苯磺酸。
+H2SO4→△→-SO3H+H2O
解析:
苯磺酸:易溶于水,是一种强酸。
(4)苯的加成反应
苯在以Pt、Ni等催化剂并加热的条件下,能与氢气发生加成反应,生成环己烷。
Ni是非常容易吸附氢气的金属。
四、苯的同系物
1、定义
苯环上的氢原子被烷基取代所得到的一系列产物。通式为CnH2n-6。
2、物理性质
常见苯的同系物的物理性质如下表
3、甲苯的化学性质
甲基和苯环有相互活化的作用。
(1)苯环使甲基变得活泼。
【实验】在甲苯中滴入几滴酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色。
5
+9H2SO4→5-COOH
+3K2SO4+6MnSO4+14H2O
(2)甲基使苯环的邻位和对位变得活泼。
-CH3+3HNO3→浓硫酸/△→+3H2O
2,4,6-三硝基甲苯又叫TNT,是一种淡黄色晶体,不溶于水。它是一种烈性炸药。
五、苯环的同分异构体