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(a) (b) 苯分子中的p轨道及p轨道重叠形成的闭合共轭大π键示意图 山于六个碳原子完全等同,所以大π键电子云在六个碳原子之间均匀分布,即电子云分布 完全平均化,因此碳-碳键长完全相等,不存在单双键之分。山于苯环共轭大π键的高度离域, 使分子能量大大降低,因此苯环具有高度的稳定性。 苯分子的稳定性可用热化学常数一氢化热来证明。例如,环己烯的氢化热为119.5kJ小·mo H2 119.5 kJ.mol-I 果把苯的结构看成是凯库勒式所表示的环己二烯,它的氢化热应是环己烯的二倍,即为 358.5 kJ*mol",而实际测得苯的氢化热仪为208 kJmol,比358.5 kJmol低150.5kJmo。 这充分说明苯分子不是环己二烯的结构,即分子中不存在二个典型的碳-碳双键。我们把苯和环 己三烯氢化热的差值150.5kJ·mo称为苯的离域能或共轭能。正是山于苯具有离域能,使苯比 环己三烯稳定得多。事实上,环己三烯的结构是根本不可能稳定存在的。 分子轨道理论认为,苯分子中碳原子上未参与杂化的六个P轨道线性组合成六个π分子轨 道,分别以Ψ1、Ψ、平、Ψ、Ψs、Ψ:表示。其中Ψ1、Ψ2、Ψ为成键轨道,Ψ、Ψs、Ψ。 为反键轨道。根据电子填充原则,基态时,苯分子中的六个P电子都填充在二个成键轨道上。 三个成键轨道叠加在一起,其形状似两个轮胎对称的分布在苯环平面的两侧。成键分子轨道的 π电子云高度离域,使分子能量最低,因此苯的结构非常稳定。 反键轨道 原子轨道 ↓2 了成键轨道 图3-3苯的Ⅱ分子轨道和能级 二、单环芳烃的异构和命名 苯是最简单的单环芳烃。单环芳烃包括苯、苯的同系物和苯基取代的不饱和烃。 1.一元烷基苯 一元烷基苯中,当烷基碳链含有三个或二个以上碳原子时,山于碳链的不同会产生同分异 构体。烷基苯的命名,一般是以苯作母体,烷基作取代基,称为“某基苯”,基字可省略。例
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