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關于苯的一下知識和預防2

閱讀:820發(fā)布時間:2009-8-13

 
歷史

  苯zui早是在18世紀初研究將煤氣作為照明用氣時合成出來的。

 

  1803年~1819年G. T. Accum制出了許多產品,其中一些樣品用現(xiàn)代的分析方法檢測出有少量的苯。

 

  1825年,邁克爾·法拉第(Michael Faraday)從魚油等類似物質的熱裂解產品中分離出了較高純度的苯,稱之為“氫的重碳化物”(Bicarburet of hydrogen)。并且測定了苯的一些物理性質和它的化學組成,闡述了苯分子的碳氫比。

 

  1833年,Milscherlich確定了苯分子中6個碳和6個氫原子的實驗式(C6H6)。

 

  1845年德國化學家霍夫曼從煤焦油的輕餾分中發(fā)現(xiàn)了苯,他的學生C. Mansfield隨后進行了加工提純。后來他又發(fā)明了結晶法精制苯。他還進行工業(yè)應用的研究,開創(chuàng)了苯的加工利用途徑。

 

  1861年,化學家約翰·約瑟夫·洛斯密德(Johann Jasef Loschmidt)提出了苯的單,雙鍵交替結構,但他的成果未受到重視[3]。

 

  

 

1865年,弗里德里希·凱庫勒在論文《關于芳香族化合物的研究》中,再次確認了四年前苯的結構,為此,苯的這種結構被命名為“凱庫勒式”。他對這一結構作出解釋說環(huán)中雙鍵位置不是固定的,可以迅速移動,所以造成6個碳等價。他通過對苯的一氯代物、二氯代物種類的研究,發(fā)現(xiàn)苯是環(huán)形結構,每個碳連接一個氫。

 

  此外,詹姆斯·杜瓦發(fā)現(xiàn)了一種苯的類似物;命名為“杜瓦苯”,現(xiàn)已被證實,可由苯經光照得到。

 

  1865年,苯成為一種工業(yè)產品。zui初是從煤焦油中回收。隨著它的用途的擴大,產量不斷上升,到1930年已經成為世界噸位產品之一。

 
結構

  

 

苯具有的苯環(huán)結構導致它有特殊的芳香性。苯環(huán)是zui簡單的芳環(huán),由六個碳原子構成一個六元環(huán),每個碳原子接一個基團,苯的6個基團都是氫原子。
 

 

  進來研究證明,苯環(huán)主鏈上的碳原子之間并不是由以往所認識的單鍵和雙鍵排列(凱庫勒提出),每兩個碳原子之間的鍵均相同,是由一個既非雙鍵也非單鍵的鍵連接。(可理解為“1.5鍵”)
 

 

  

價鍵觀點


  
 

 

  碳數(shù)為4n+2(n是正整數(shù),苯即n=1),且具有單、雙鍵交替排列結構的環(huán)烯烴稱為輪烯(annulene),苯是一種輪烯。苯分子是平面分子,12個原子處于同一平面上,6個碳和6個氫是均等的,C-H鍵長為1.08Α,C-C鍵長為1.40Α,此數(shù)值介于單雙鍵長之間。分子中所有鍵角均為120°,碳原子都采取sp2雜化。每個碳原子還剩余一個p軌道垂直于分子平面,每個軌道上有一個電子。6個軌道重疊形成離域大Π鍵,萊納斯·鮑林提出的共振雜化理論認為,苯擁有共振雜化體是苯環(huán)非常穩(wěn)定的原因,也直接導致了苯環(huán)的芳香性。
 

 

  

分子軌道模型


  

 

從分子軌道理論來看,可以認為苯的6個p軌道相互作用形成6個π分子軌道,其中ψ1、ψ2、ψ3是能量較低的成鍵軌道,ψ4、ψ5、ψ6是能量較高的反鍵軌道。ψ2、ψ3和ψ4、ψ5是兩對簡并軌道?;鶓B(tài)時苯的電子云分布是三個成鍵軌道疊加的結果,故電子云均勻分布于苯環(huán)上下及環(huán)原子上,形成閉合的電子云。它是苯分子在磁場中產生環(huán)電流的根源。

 


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