《321苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》課件

1、第一單元 脂肪烴1、認(rèn)識(shí)苯的分子組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2、了解苯的物理性質(zhì)，認(rèn)識(shí)苯的主要 化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用【學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)】哪些事實(shí)能說(shuō)明苯分子中沒(méi)有單雙鍵交替出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)？苯分子中所以碳碳鍵的鍵長(zhǎng)相等根據(jù)苯分子的1H核磁共振譜圖，6個(gè)H所處的化學(xué)環(huán)境完全相同苯的一取代物只有一種，鄰位的二取代物只有一種不能是溴水或酸性高錳酸鉀因化學(xué)反應(yīng)而褪色苯在加熱和催化劑存在的條件下跟H2加成生成環(huán)己烷猜 想19世紀(jì)的科學(xué)家就進(jìn)行了研究。當(dāng)時(shí)的有機(jī)化學(xué)剛剛發(fā)展起來(lái)，比較成熟的理論只有“碳四價(jià)學(xué)說(shuō)”和“碳鏈學(xué)說(shuō)”。請(qǐng)根據(jù)這兩種學(xué)說(shuō)寫(xiě)出12種苯可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。 CHCCH2CH2CCHCH3CCCH2CCH CH2CHC

2、HCHCCH 猜 想設(shè) 計(jì)試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象你的結(jié)論你的結(jié)論試管中加入2mL苯，滴幾滴酸性高錳酸鉀溶液，振蕩后靜置。試管中加入2mL苯，加入1mL溴水，振蕩后靜置。高錳酸鉀溶液不褪色溴水分兩層，上層橙紅色，下層無(wú)色苯分子中不含C C或C C驗(yàn) 證結(jié) 論驗(yàn) 證猜 想設(shè) 計(jì)苯不能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，說(shuō)明苯分子中不含C=C或CC。即下列假設(shè)都是錯(cuò)誤的： CHCCH2CH2CCH CH3CCCH2CCH CH2CHCHCHCCH從而否定了苯的鏈狀結(jié)構(gòu)。 凱庫(kù)勒（18291896）德國(guó)化學(xué)家，經(jīng)典有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的奠基人之一。1847年考入吉森大學(xué)建筑系，由于聽(tīng)了一代宗師李比希

3、的化學(xué)講座，被李比希的魅力所征服。他擅長(zhǎng)從建筑學(xué)的觀點(diǎn)研究化學(xué)問(wèn)題，被人稱(chēng)為“化學(xué)建筑師”。1865年， “我坐著編寫(xiě)教科書(shū)，然而工作毫無(wú)進(jìn)展，我的思維開(kāi)了小差。我把椅子轉(zhuǎn)向取暖壁爐，并打起盹來(lái)。原子再次在我眼前歡跳。這時(shí)較小的原子謹(jǐn)慎地呆在基底上。我的心靈眼睛通過(guò)這種重復(fù)景象而更加敏銳，現(xiàn)在可以辨別出多種形體中較大的結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)長(zhǎng)地排列成行，有時(shí)還更緊密地拼接在一起；整行迂回曲折像蛇一樣運(yùn)動(dòng)。瞧！那是什么？有一條蛇咬住了它自己的尾巴，嘲弄般地在我眼前快速旋轉(zhuǎn)，仿佛一道閃電，把我驚醒了當(dāng)天晚上，我就推斷出假設(shè)的結(jié)論?！眲P庫(kù)勒在1866年發(fā)表的“關(guān)于芳香族化合物的研究”一文中，提出兩個(gè)假說(shuō)：1.苯的

4、6個(gè)碳原子形成環(huán)狀閉鏈，即平面六角閉鏈。2.各碳原子之間存在單雙鍵交替形式。凱庫(kù)勒苯的分子結(jié)構(gòu)假說(shuō)假說(shuō)1根據(jù)事實(shí)提出，很快被證實(shí)：苯的一元溴代物只有一種。他的兒子小帕金以實(shí)驗(yàn)證實(shí)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的假設(shè)。假說(shuō)2遇到麻煩。按假說(shuō)2推知，苯的鄰位二元取代物應(yīng)有兩種（同分異構(gòu)體）：然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這一情況。凱庫(kù)勒的假說(shuō)2暴露出缺陷。XXXX凱庫(kù)勒進(jìn)一步補(bǔ)充：苯分子中碳碳單鍵與碳碳雙鍵不是固定的，而是以一定的頻率快速交替出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)事實(shí)1實(shí)驗(yàn)事實(shí)2實(shí)驗(yàn)事實(shí)3苯與液溴用鐵粉做催化劑的反應(yīng) C6H6+Br2 C6H5Br+HBrFe苯易發(fā)生取代反應(yīng)，它的一溴代物只有一種。 苯在特殊條件下可與H2發(fā)生反應(yīng)： C6

5、H6+3H2 C6H12。 類(lèi)似于烷烴的性質(zhì)凱庫(kù)勒式的缺陷類(lèi)似于C=C的性質(zhì) 6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子等價(jià)實(shí)驗(yàn)事實(shí)4實(shí)驗(yàn)事實(shí)5苯不能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色 證明苯的雙鍵與一般的雙鍵不同 與 性質(zhì)完全相同，是同種物質(zhì)缺陷1：不能解釋苯為何無(wú)類(lèi)烯烴的加成反應(yīng)CH3CH3CH3CH3 缺陷2：苯的鄰位二取代產(chǎn)物只有一種結(jié) 論苯分子中的碳碳鍵既不是單鍵，也不是雙鍵，而是一種特殊的鍵。 比例模型球棍模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式1939年，美國(guó)化學(xué)家鮑林在化學(xué)鍵的本質(zhì)書(shū)中提出苯環(huán)的價(jià)鍵實(shí)際上并不是單、雙鍵相間，而是電子潑散開(kāi)來(lái)， 形成一種均勻分布，從而使所有的價(jià)鍵都十分相像，并且全都比普通單鍵更牢固、更穩(wěn)定。 【苯

6、的結(jié)構(gòu)】（凱庫(kù)勒式）結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式碳碳之間鍵長(zhǎng)都為1.41010mC C 鍵 鍵長(zhǎng)：1.54 1010 m C = C 鍵 鍵長(zhǎng)：1.33 1010 m 6個(gè)碳原子、6個(gè)氫原子均在同一平面上， 且等效，各個(gè)鍵角都為120 C原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵 和雙鍵之間的特殊的共價(jià)鍵空間構(gòu)型：平面正六邊形下列關(guān)于苯分子結(jié)構(gòu)的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（ ）A、各原子均位于同一平面上，6個(gè)碳原子彼此連接成為一個(gè)平面正六邊形的結(jié)構(gòu)。B、苯環(huán)中含有3個(gè)C-C單鍵，3個(gè)C=C雙鍵C、苯環(huán)中碳碳鍵是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵。 D、苯分子中各個(gè)鍵角都為120oB不能說(shuō)明苯分子中的碳碳鍵不是單、雙鍵交替的事

7、實(shí)是 （ ）A.苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色B.苯環(huán)中的碳碳鍵的鍵長(zhǎng)均相等C.苯的鄰位二元取代物沒(méi)有同分異構(gòu)體D.苯的一元取代物沒(méi)有同分異構(gòu)體D推測(cè)苯燃燒的現(xiàn)象與甲烷和乙烯燃燒的現(xiàn)象有何不同？甲烷燃燒為淡藍(lán)色火焰，無(wú)黑煙，乙烯燃燒火焰明亮，有黑煙，苯燃燒產(chǎn)生濃烈的黑煙 氧化反應(yīng)苯有哪些化學(xué)性質(zhì)？取代反應(yīng)加成反應(yīng)苯的鹵代、硝化、磺化反應(yīng) 可以點(diǎn)燃，但不能被高錳酸鉀氧化(溶液不褪色)。苯不能與溴水加成(萃取溴而不是反應(yīng)褪色) 。特殊條件下可與H2發(fā)生加成反應(yīng)苯與溴的反應(yīng)：苯與溴的反應(yīng)：現(xiàn)象：現(xiàn)象：燒瓶中液體倒入盛燒瓶中液體倒入盛水燒杯中，燒杯底部水燒杯中，燒杯底部出現(xiàn)出現(xiàn)褐褐色色油油狀液體。狀液體

8、。【取代反應(yīng)取代反應(yīng)】導(dǎo)管口有導(dǎo)管口有白霧白霧，錐，錐形瓶中滴入形瓶中滴入AgNO3溶溶液，出現(xiàn)液，出現(xiàn)淺黃色淺黃色沉淀沉淀是否加熱？是否加熱？用的是液溴還是溴水？用的是液溴還是溴水？加鐵粉的作用是什么？加鐵粉的作用是什么？ 實(shí)際起作用的是什么？實(shí)際起作用的是什么？裝置中長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是什么？裝置中長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是什么？錐形瓶中導(dǎo)管口有沒(méi)有伸入到液面下？錐形瓶中導(dǎo)管口有沒(méi)有伸入到液面下？無(wú)色油狀無(wú)色油狀液體，液體，密度比水密度比水大大苯的溴代反應(yīng)（鹵代）苯的溴代反應(yīng)（鹵代）溴苯溴苯液溴液溴將溴水與苯充分混合振蕩，靜置后觀察到的現(xiàn)將溴水與苯充分混合振蕩，靜置后觀察到的現(xiàn)象是象是_這種操作叫做這種操作

9、叫做_。欲將此溶液分開(kāi)，必須使。欲將此溶液分開(kāi)，必須使用到的儀器是用到的儀器是_。將分離出的苯層置于。將分離出的苯層置于一一試管中，加入某物質(zhì)后可產(chǎn)生白霧，這種物質(zhì)是試管中，加入某物質(zhì)后可產(chǎn)生白霧，這種物質(zhì)是_，反應(yīng)方程式是，反應(yīng)方程式是_溶液分層；上層顯橙色，下層近無(wú)色溶液分層；上層顯橙色，下層近無(wú)色萃取萃取分液漏斗分液漏斗Fe ( FeBr3)+ Br2 FeBr3Br+ HBr 1、溴苯本是無(wú)色，為何看到褐色液體？、溴苯本是無(wú)色，為何看到褐色液體？ 怎樣除去雜質(zhì)？怎樣除去雜質(zhì)？2、錐形瓶上方為何有白霧？、錐形瓶上方為何有白霧？ 怎樣鑒別？實(shí)驗(yàn)有無(wú)須改進(jìn)的地方？怎樣鑒別？實(shí)驗(yàn)有無(wú)須改進(jìn)的地

10、方？改進(jìn)后改進(jìn)后硝基苯硝基苯苯的硝化反應(yīng)苯的硝化反應(yīng)無(wú)色油狀無(wú)色油狀液體，液體，密度比水密度比水大大注意苯環(huán)與硝基的注意苯環(huán)與硝基的連接方式連接方式1、濃硫酸在此反應(yīng)中的作用、濃硫酸在此反應(yīng)中的作用2、兩種酸與苯的混合順序、兩種酸與苯的混合順序5、硝基苯本是無(wú)色，為何得到產(chǎn)物為黃色？、硝基苯本是無(wú)色，為何得到產(chǎn)物為黃色？ 怎樣除去雜質(zhì)？怎樣除去雜質(zhì)？3、溫度計(jì)的位置和作用？溫度計(jì)的位置和作用？ 4 4、試管塞上的玻璃直導(dǎo)管的作用？、試管塞上的玻璃直導(dǎo)管的作用？1、100以下以下，均可采用水浴加熱。，均可采用水浴加熱。2、溫度計(jì)水銀球、溫度計(jì)水銀球浸沒(méi)浸沒(méi)在水浴中。在水浴中。苯磺酸苯磺酸苯的磺化反應(yīng)：苯的磺化反應(yīng)：+ HOSO3HSO3H + H2OH【加成反應(yīng)加成反應(yīng)】+ 3H2 Ni環(huán)己烷環(huán)己烷點(diǎn)燃點(diǎn)燃2C6H615O212CO26H2O現(xiàn)象：火焰明亮且伴有濃濃的黑煙現(xiàn)象：火焰明亮且伴有濃濃的黑煙 與乙炔燃燒現(xiàn)象相同與乙炔燃燒現(xiàn)象相同【氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)】燃燒燃燒不能使高錳酸鉀不能使高錳酸鉀(H+)褪色褪色難氧化難氧化總結(jié)：總結(jié)：苯的特殊結(jié)