關於苯環假說,關於苯環上的取代問題

2022-06-04 20:20:19 字數 4902 閱讀 4601

1樓:匿名使用者

苯的研究最初是法拉第來做的,他測出來的是碳氫比是1:1,後來許多科學家都來研究它的結構,由於科學家在研究過程中發現苯的各個位置上的碳原子是等價的。凱庫勒首先得出了你書上的苯環的結構圖。

他得出的其實是一個共振結構,圖在下面。那兩個可以看成是互相轉換的,並且能量相同。後來的進一步研究表名,苯的碳與碳之間除了一般的共價鍵外,每個碳原子提供一個成單電子,6個電子共同構成一個6電子的共扼鍵,被6個c原子共同分享,這樣很穩定的。

但是出於歷史原因,原來的凱庫勒式就保留下來了。

2樓:匿名使用者

事實上苯環並不是單鍵雙鍵交替的,從很多化學性質可以看出這點,比如苯環是正六邊形,比如苯環只有一種鄰位二氯代物,等等。事實上,苯環中每兩個碳原子形成一個介於雙鍵與單鍵之間的鍵,六個鍵一起還形成一個大的電子雲叫大π鍵。

3樓:匿名使用者

苯環裡面沒有雙鍵的,而是形成一個大π鍵。

4樓:

傳統的價鍵理論認為苯環中單雙鍵交錯,但分子軌道理論認為苯環中存在大是一個π鍵.

價鍵理論具有linus pauling很強的主觀因素,但從一定程度說它更加直觀而可以被感知

5樓:匿名使用者

苯的結構式現在一般多用六邊形當中加個圓圈表示

6樓:好好滴哈

歇後語:苯環帶個羥基

7樓:

苯環中其實沒有雙鍵,是大π鍵.只是形象地那麼表示.

裡面應該畫個圈!

8樓:匿名使用者

苯環並沒有雙鍵,是不存在的。

9樓:

你上課沒聽講,老師講了為什麼.

關於苯環上的取代問題

10樓:匿名使用者

含有取代基的苯衍生物,在進行芳香族親電取代反應時,原有的取代基,對新進入的取代基主要進入位置,存有一定指向性的效應。 這種效應稱為取代基定位效應。 編輯本段單取代的苯衍生物的定位效應   ①如苯環上的取代基為-nh2(-nhr、-nr2,r為烷基)、-oh、-och3(-oc2h5等)、-nhcoch3、-c6h5、-ch3(-c2h5等)等(按定位效應由強到弱次序排列)時,其親電取代的反應性較苯高。

在取代反應中,此類取代基導致得到大部分為鄰位和對位取代的異構體。此類取代基稱為有活化作用的鄰、對位取代基。

取代基的定位效應是個反應速率問題。上鄰、對位反應快而上間位慢,就顯示鄰、對位定位效應;上間位反應快而上鄰、對位慢,就顯示間位定位效應。

穩定的活性中間體的能量低,與之相應的過渡狀態的能量也就低,活化能低,反應速率就快;過渡狀態能量高,活化能高,反應速率就慢。因此,不同的反應速率實質上反映了活性中間體的穩定性,而活性中間體的穩定性,可以用共振論的方法加以分析。例如用甲苯進行親電取代反應時,親電試劑e+可以進攻鄰、對位和間位。

當親電試劑進攻鄰、對位時,有比較穩定的極限式(a,b)參與共振,ch3與帶正電荷的碳相連,ch3有給電子效應,可以中和部分正電荷,使正碳離子穩定,雜化產生的活性中間體也比較穩定。親電試劑進攻間位時,沒有比較穩定的極限式,沒有ch3與帶正電荷的碳相連的極限式參與雜化。因此,甲基是鄰、對位定位基。

② 如苯環上的取代基為 -f、-cl、-br、-i、-ch2cl、-ch匉chno2等時,則具有這些取代基的苯的親電取代反應性較苯低,即這些基使苯環鈍化。鄰位和對位鈍化程度較間位小,有利於形成鄰位和對位的取代異構體。此類取代基稱為有鈍化作用的鄰、對位取代基。

這類取代基的情況比較特殊。如在氯苯中,氯原子是強的吸引電子的取代基,在進行親電取代反應時,它使苯環正碳離子的電荷更加集中,正碳離子不穩定,對苯環起鈍化作用。

如果親電試劑進攻鄰、對位,有比較穩定的極限式(c、e),這是由於氯原子的非共享電子對向苯環轉移,使(c、e)的每個原子均具有穩定的八隅體結構,由穩定極限式參與共振雜化所產生的活化中間體也較穩定。如親電試劑進攻間位,極限式(d)有六電子的碳,不如極限式(c、e)穩定。因此,氯原子是鄰、對位定位基。

③ 如苯環上的取代基為-no2、-+nh3、-+nr3、-cf3、-+pr3、-+sr2、-so3h、-so2r、-cooh、-coor、-conh2、-cho、-cor、-cn等時,則具有這些取代基的苯的親電取代反應性不如苯,即這些基團使苯環鈍化。鄰位和對位鈍化程度較間位大,在取代反應中,新取代基大多進入間位,形成間位異構體。這類取代基稱為有鈍化作用的間位取代基。

這些取代基都有吸電子作用。例如當三氟甲基取代苯上的氫後,由於三氟甲基的吸電子作用,使連結三氟甲基和苯環的一對電子偏向三氟甲基一邊,使苯環正電荷更加集中,造成苯環的鈍化。

當親電試劑進攻鄰、對位時,有特別不穩定的極限式(f、g)參與共振,使雜化產生的活化中間體不穩定。

當親電試劑進攻間位時,沒有特別不穩定的極限式參與共振,使雜化產生的活性中間體相對地較穩定,因此,cf3是間位定位基。 編輯本段苯環上有兩個取代基的定位效應   當一個環上有兩個取代基時,其定位指向較複雜,但下列情況仍可作出**:

①新取代基優先進入使兩個取代基可以處於相互加強定位作用的位置上。

②當兩個原有的取代基的定位效應不一致時,第三個取代基進入苯環的位置一般決定於屬於第①類的那個原有取代基的影響(k)。

③如果兩個原有取代基屬於同一型別,則取代反應優先發生於定位效應較強的取代基所指示的位置(1)。

④在彼此處於間位的兩個取代基之間的位置,通常很少發生取代(m)。 編輯本段解析   一、 定位基分類與定位效應解析:

苯環上已有的取代基叫做定位取代基。

1、鄰對位定位取代基

①概念:當苯環上已帶有這類定位取代基時,再引入的其它基團主要進入它的鄰位或對位,而且第二個取代基的進入一般比沒有這個取代基(即苯)時容易,或者說這個取代基使苯環活化。

②特徵:這類取代基中直接連於苯環上的原子多數具有未共用電子對,並不含有雙鍵或三鍵。

③定位取代效應按下列次序而漸減:

-n(ch3)2 , -nh2 , -oh , -och3 , -nhcoch3 , -r , (cl,br,i)

二甲氨基 氨基 羥基 甲氧基 乙醯氨基 烷基 鹵素

2、間位定位取代基

①定義:當苯環上己有在這類定位取代基時,再引入的其它基團主要進入它的間位,而且第二個取代基的進入比苯要難,或者說這個取代基使苯環鈍化。

②特徵:取代基中直接與苯環相連的原子,有的帶有正電荷,有的含有雙鍵或三鍵。

③定位效應按下列次序而漸減:

-n+(ch3)3 , -no2 , -cn , -so3h , -cho , -cooh

三甲銨基 硝基 氰基 磺酸基 醛基 羧基

3、取代定位規律並不是絕對的。實際上在生成鄰位及對位產物的同時,也有少量間位產物生成。在生成間位產物的同時,也有少量的鄰位和對位產物生成。

4、苯環的取代定位規律的解釋

當苯環上連有定位取代基時,苯環上電子雲密度的分佈就發生變化。這種影響可沿著苯環的共軛鏈傳遞。因此共軛鏈上就出現電子雲密度較大和電子雲密度較小的交替現象,從而使它表現出定位效應。

① 鄰對位定位取代基的定位效應:

鄰對位定位取代基除鹵素外,其它的多是斥電子的基團,能使定位取代基的鄰對位的碳原子的電子雲密度增高,所以親電試劑容易進攻這兩個位置的碳原子。

鹵素和苯環相連時,與苯酚羥基相似,也有方向相反的吸電子誘導和共軛兩種效應。但在此情況下,誘導效應佔優勢,使苯環上電子雲密度降低,苯環鈍化,故親電取代反應比苯難。但共軛使間位電子雲密度降低的程度比鄰對位更明顯,所以取代反應主要在鄰對位進行。

②間位定位基的定位效應:

這類定位取代基是吸電子的基團,使苯環上的電子雲移向這些基團,因此苯環上的電子雲密度降低。這樣,對苯環起了鈍化作用,所以較苯難於進行親電取代反應。

③ 共振理論對定位效應的解釋

鄰對位中間體均有一種穩定的共振式(鄰對位定位基的影響)。

在間位定位基的影響下,在三個可能的碳正離子中間體中,鄰對位共振式中正電荷是在連有吸電子基的碳上,它使碳正離子中間體更不穩定。所以間位碳正離子中間體是最有利的。

二、二取代苯的定位規律

如果苯環上已經有了兩個取代基,當引入第三個取代基時,影響第三個取代基進入的位置的因素較多。定性地說,兩個取代基對反應活性的影響有加和性。

1.苯環上已有兩個鄰對位定位取代基或兩個間位定位取代基,當這兩個定位取代基的定位方向有矛盾時,第三個取代基進入的位置,主要由定位作用較強的一個來決定。

2.苯環上己有一個鄰對位定位取代基和一個間位定位取代基,且二者的定位方向相反,這時主要由鄰對位定位取代基來決定第三個取代基進入的位置。

3.兩個定位取代基在苯環的1位和3位時,由於空間位阻的關係,第三個取代基在2位發生取代反應的比例較小。

三、苯環上取代定位規律的應用

主要意義:**反應的主產物,幫助我們選擇適當的合成路線,少走彎路;既能獲得較高的收率,又可避免複雜的分離手續。

化學家的故事,十個,一兩百個字

11樓:匿名使用者

凱庫勒關於苯環結構的假說,在有機化學發展史上作出了卓越貢獻。他早年受到建築師的訓練,具有一定的形象思維能力,他善於運用模型方法,把化合物的效能與結構聯絡起來,他的苦心研究終於有了結果,2023年冬天,他的科學靈感導致他獲得了重大的突破。他曾記載道:

「我坐下來寫我的教科書,但工作沒有進展;我的思想開小差了。我把椅子轉向爐火,打起瞌睡來了。原子又在我眼前跳躍起來,這時較小的基團謙遜地退到後面。

我的思想因這類幻覺的不斷出現變得更敏銳了,現在能分辨出多種形狀的大結構,也能分辨出有時緊密地靠近在一起的長行分子,它竹滋繞、旋轉,象蛇一樣地動著。看!那是什麼?

有一條蛇咬住了自己的尾巴,這個形狀虛幻地在我的眼前旋轉著。象是電光一閃,我醒了。我花了這一夜的剩餘時間,作出了這個假想。

」於是,凱庫勒首次滿意地寫出了苯的結構式。指出芳香族化合物的結構含有封閉的碳原子環。它不同於具有開鏈結構的脂肪族化合物。

苯環結構的誕生。是有機化學發展史上的一塊里程碑,凱庫勒認為苯環中六個碳原子是由單鍵與雙鍵交替相連的,以保持碳原子為四價。2023年,他畫出一個單、雙鍵的空間模型,與現代結構式完全等價。

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