芳香烃的取代及定位规则?

发布网友 发布时间：2022-05-02 20:34

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热心网友 时间：2022-06-26 23:12

芳香族碳氢化合物简称芳烃，也叫芳香烃。芳香族化合物是结构和化学性质类似于苯的化合物。芳烃按其结构可分为两类：单环芳烃；多环芳烃。单环芳烃：苯、甲笨、乙烯苯、乙炔苯等。多环芳烃：联苯、对三联苯；多苯代脂肪烃（二苯甲烷、三苯甲烷等）；稠环烃（萘、蒽、芘等）。第一节 苯的结构一、苯的凯库勒（Kekule）式 1865年凯库勒从苯的分子式出发，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。因为碳原子是四价的，故再把它写成.简写为称为： 这个式子虽然可以说明苯分子的组成以及原子间连接的次序，但这个式子仍存在着缺点，它不能说明下列问题。第一、既然含有三个双键，为什么苯不起类似烯烃的加成反应？第二、根据上式，苯的邻二元取代物应当有两种，然而实际上只有一种。凯库勒曾用两个式子来表示苯的结构，并且设想这两个式子之间的摆动代表着苯的真实结构：由此可见，凯库勒式并不能确切地反映苯的真实情况。二、苯分子结构的价键观点 根据现代物理方法（如X射线法，光谱法等）证明了苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120o , 碳碳键的键长都是0.1397nm。 按照轨道杂化理论，苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-C σ 键，组成一个正六边形。每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-H σ键。由于是sp2杂化，所以键角都是120o,所有碳原子和氢原子都在同一平面上。每个碳原子还有一个垂直于σ 键平面的p轨道，每个p轨道上有一个p电子，六个p轨道组成了大π键。三、苯的分子轨道模型 分子轨道法认为六个p轨道线性组合成六个π分子轨道，其中三个成键轨ψ1ψ2ψ3和三个反键轨道ψ4ψ5ψ6。在这个分子轨道中，有一个能量最低的ψ1轨道，有两个相同能量较高的ψ2和ψ3轨道，各有一个节面，这三个是成键轨道。ψ4ψ5能量相同，有两个节面，ψ6能量最高有三个节面，这三个是反键轨道。在基态时，苯分子的6个p电子成对地填入三个成键轨道，这时所有能量低的成键轨道，全部充满了电子，所以苯分子是稳定的，体系能量较低。四、从氢化热看苯的稳定性氢化热是衡量分子内能大小尺度。氢化热越大分子内能越高，越不稳定；氢化热越低，分子内能越低，分子越稳定。1、环己烯氢化热为119.6kj/mol 。2、如果苯的构造式用凯库勒式表示的话，苯的氢化热为环己烯氢化热的三倍。119.6＊3=358.8KJ/mol 。3、实际上苯的氢化热是208.4KJ/mol,比预计的数值低150.4KJ/mol.这是由于苯环中存在共轭体系，π电子高度离域的结果，这部分能量为苯的共轭能或离域能。从上所述，我们可以认识到苯分子具有较低的内能，分子稳定。五、苯的共振式和共振论简介 共振论是鲍林(Pauling L)在1933年左右提出来的，其基本要点如下：当一个离子或自由基按照价键理论可以写出现两个以上的经典结构林时，这些结构式构成一个共振杂化体，共振杂化体接近实际分子。 如苯分子是由下列式子参加共振的：为共振符号，与表示平衡的不同。这些可能的经典结构式称为极限式，任何一个极限式都不是以反映该分子的真实结构。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。在判断关于离子和分子共振结构的相对稳定性时，下示这些经验规则常常是有用的。 ⑴有较多共价键的结构通常比共价键少的结构更稳定。 ⑵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；同样，正电荷在电负性小的原子上比电负性大的原子更加稳定。 ⑶键角和键长有改变的结构不稳定。 ⑷在其他条件相同时，如果写出主要共振式越多，分子则越稳定3、书写极限式应注意的规则⑴必须遵守价键理论，氢原子的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。⑶在所有极限式中，未共用电子数必须相等。目前，国内外对共振论的看法不一致。六. 苯的构造式的表示法 自从1825年英国的法拉第(Faraday)首先发现苯之后，有机化学家对它的结构和性质做了大量研究工作，直到今日还有人把它作为主要研究课题之一。在此期间也有不少人提出过各种苯的构造式的表示方法，但都不能*的表达苯的结构。 目前一般仍采用凯库勒式，但在使用时不能把它误作为单双键之分。也有用一个带有圆圈的正六角形来表示苯环，在六角形的每个角上都表示每个碳连有一个氢原子，直线表示σ键，圆圈表示大π键。第二节 芳烃的异构现象及命名 单环芳烃可以看作是苯环上的氢原子被烃基取代的衍生物。一烃基苯只有的一种，没有异构体。 ①简单烃基苯命名是以苯环作为母体，称为某烃某基苯（“某”字可略去）②如烃基较复杂，即取代基较多，或有不饱和键时，也可以把链烃当作母体，苯环当作取代基。 ⒉ 二烃基苯有三种异构体 ⒊ 三烃基苯也有三种异构体⒋芳基当芳烃分子消去一个氢原子所剩下的原子团叫芳基（Aryl）.用Ar表示。 C6H5- 叫苯基(Phenyl)。可用ph表示。 C6H5CH2- 叫苄基（苯甲基），可用bz表示。 ⒌芳烃衍生物的命名⑴某些取代基（硝基 -NO2，亚硝基 -NO,卤素 -X等）通常只作取代基而不作母体。具有这些取代基的芳烃衍生物，命名 时，芳烃为母体，叫做某取代芳烃。如：⑵当取代基为氨基（-NH2 ,–OH ,–CHO ,–COOH ,–SO3H 等）则把它们看作一类化合物⑶当环上有多种取代基时，首先选择好母体。选择母体的顺序如下： -OR,-R,-NH2,-OH,-COR,-CHO,-CN,-CONH2,-COX,-COX.-COOR.-SO3H.-COOJ.-NR3等。在这个顺序中排在后多为母体，排在前的为取代基，如：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。二、亲电取代反应亲电试剂E+进攻苯环，与苯环的π电子作用生成π络合物，紧接着E+从苯环

热心网友 时间：2022-06-26 23:12

芳香烃的取代：芳香族化合物芳核上的取代反应从机理上讲包括亲电、亲核以及自由基取代三种类型。所谓芳香亲电取代(aromatic electrophilic substitution)是指亲电试剂取代芳核上的氢。苯的亲电取代称为苯的一元素电取代，一元取代苯再在苯环上发生亲电取代称为苯的二元亲电取代。典型的芳香亲电取代有苯环的硝化、卤化、磺化、烷基化和酰基化。这些反应的反应机理大体是相似的。

芳香烃的定位规则：一元取代苯进行二元硝化时，已有的基团对后进入基团进入苯环的位置产生制约作用，这种制约作用即为取代基的定位效应（directing effect）。取代基的定位效应是与取代基的诱导效应、共轭效应、超共轭效应等电子效应有关的。

热心网友 时间：2022-06-26 23:13

“临，间，对”取代规则，取代位由远及近逐渐难度增加！！