苯分子中的p轨道及p轨道重叠形成的闭合共轭大π鬟示意图 由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。由于苯环共轭大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——氢化热来证明。例如,环己烯的氢化热为119.5kJ +119.5 kJ. mol 如果把苯的结构看成是凯库勒式所表示的环己三烯,它的氢化热应是环己烯的三倍,即 为3585 k.mol1,而实际测得苯的氢化热仅为208kJ·mor1,比3585 kJmol1低150.5kJ moll。这充分说明苯分子不是环己三烯的结构,即分子中不存在三个典型的碳-碳双键。我 们把苯和环己三烯氢化热的差值150.5k·mol称为苯的离域能或共轭能。正是由于苯具有 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,分别以甲1、2、甲3、W4、甲5、W6表示。其中甲1、平2、3为成键轨道,屮4、屮5、 ψ6为反键轨道。根据电子填充原则,基态时,苯分子中的六个p电子都填充在三个成键轨 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 能 原子轨道 1吗 成键轨道 图3-3苯的π分子轨道和能级 62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 元 烷基苯 元烷基苯中,当烷基碳链含有三个或三个以上碳原子时,由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。例如:CH3 CHECA H2 CH2 CH H(CH3)（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 由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。由于苯环共轭大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——氢化热来证明。例如，环己烯的氢化热为 119.5 kJ •mol-1 -1 119.5 mol H2 + + k J 如果把苯的结构看成是凯库勒式所表示的环己三烯，它的氢化热应是环己烯的三倍，即 为 358.5 kJ•mol-1 ，而实际测得苯的氢化热仅为 208 kJ•mol-1，比 358.5 kJ•mol-1低 150.5 kJ •mol-1。这充分说明苯分子不是环己三烯的结构，即分子中不存在三个典型的碳-碳双键。我 们把苯和环己三烯氢化热的差值 150.5 kJ•mol-1 称为苯的离域能或共轭能。正是由于苯具有 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、Ψ2、Ψ3、Ψ4、Ψ5、Ψ6 表示。 其中Ψ1、Ψ2、Ψ3 为成键轨道，Ψ4、Ψ5 、 Ψ6 为反键轨道。根据电子填充原则，基态时，苯分子中的六个 p 电子都填充在三个成键轨 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。 图 3-3 苯的π分子轨道和能级 6.2 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三个以上碳原子时，由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。例如： 成 反键轨道 } 键轨道 Ψ Ψ Ψ Ψ Ψ Ψ 3 4 5 6 2 1 原子轨道 } 能 量 CH(CH3 ) CH2CH3 CH2CH2CH3 2 CH3 H H H H H H