手機(jī)掃碼訪問(wèn)本站
微信咨詢(xún)
苯(Benzene)一種碳?xì)溆袡C(jī)化合物,最簡(jiǎn)單的芳香烴,分子式是C?H?。
苯是在1825年由英國(guó)科學(xué)家法拉第(即邁克爾·法拉第,Michael Faraday,1791-1867)首先發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)法拉第將這種液體稱(chēng)為“氫的重碳化合物”。
對(duì)于如何確定苯的結(jié)構(gòu)式,化學(xué)家們遇到了難題:苯的碳、氫比值如此之大,表明苯是高度不飽和的化合物,但它又不具有典型的不飽和化合物應(yīng)具有的易發(fā)生加成反應(yīng)的性質(zhì)。
凱庫(kù)勒是一位極富想象力的學(xué)者,他曾提出了碳四價(jià)和碳原子之間可以連接成鏈這一重要學(xué)說(shuō)。對(duì)苯的結(jié)構(gòu),他在分析了大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)之后認(rèn)為:這是一個(gè)很穩(wěn)定的“核”,6個(gè)碳原子之間的結(jié)合非常牢固,而且排列十分緊湊,它可以與其他碳原子相連形成芳香族化合物。于是,凱庫(kù)勒集中精力研究這6個(gè)碳原子的“核”。
關(guān)于凱庫(kù)勒悟出苯分子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的經(jīng)過(guò),一直是化學(xué)史上的一個(gè)趣聞。1890年,在柏林市政大廳舉行的慶祝凱庫(kù)勒發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)25周年的大會(huì)上,據(jù)他自己說(shuō)這來(lái)自于一個(gè)夢(mèng)。那是他在比利時(shí)的根特大學(xué)任教時(shí),一天夜晚,他在書(shū)房中打起了瞌睡,眼前又出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)的碳原子。碳原子的長(zhǎng)鏈像蛇一樣盤(pán)繞卷曲,忽見(jiàn)一蛇抓住了自己的尾巴,并旋轉(zhuǎn)不停。他像觸電般地猛醒過(guò)來(lái),整理苯環(huán)結(jié)構(gòu)的假說(shuō),又忙了一夜。對(duì)此,凱庫(kù)勒說(shuō):“我們應(yīng)該會(huì)做夢(mèng)!……那么我們就可以發(fā)現(xiàn)真理,……但不要在清醒的理智檢驗(yàn)之前,就宣布我們的夢(mèng)?!?/p>
應(yīng)該指出的是,凱庫(kù)勒能夠從夢(mèng)中得到啟發(fā),成功地提出重要的結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō),并不是偶然的。
苯的分子式是C?H?,由六個(gè)碳原子構(gòu)成一個(gè)六元環(huán),每個(gè)碳原子接一個(gè)氫原子。
但實(shí)驗(yàn)表明,苯不能使溴水或酸性KMnO4褪色,這說(shuō)明苯中沒(méi)有碳碳雙鍵。研究證明,苯環(huán)主鏈上的碳原子之間并不是由以往所認(rèn)識(shí)的單鍵和雙鍵排列(凱庫(kù)勒提出),每?jī)蓚€(gè)碳原子之間的鍵均相同,是由一個(gè)既非雙鍵也非單鍵的鍵(大π鍵)連接。
分子中所有鍵角均為120°,碳原子都采取sp2雜化。每個(gè)碳原子還剩余一個(gè)p軌道垂直于分子平面,每個(gè)軌道上有一個(gè)電子。6個(gè)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(rèn)為,苯擁有共振雜化體是苯環(huán)非常穩(wěn)定的原因。
苯是一種無(wú)色、有特殊氣味的液體,有致癌毒性。易揮發(fā),常溫下密度為0.88 g·cm-3,難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,本身也可作為有機(jī)溶劑。
1、取代反應(yīng):
(1)鹵代反應(yīng)
苯與液溴的取代反應(yīng):
反應(yīng)裝置
(2)苯的硝化反應(yīng)
反應(yīng)裝置
(2)苯的磺化反應(yīng)
2、加成反應(yīng)
3、氧化反應(yīng)(不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色)
燃燒反應(yīng):
現(xiàn)象:火焰明亮,伴有濃重的黑煙。
總結(jié):易取代,能加成,難氧化。
苯在工業(yè)上最重要的用途是做化工原料。苯可以合成一系列苯的衍生物,苯經(jīng)取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)等生成的一系列化合物可以作為制取塑料、橡膠、纖維、染料、去污劑、殺蟲(chóng)劑等的原料。大約10%的苯用于制造苯系中間體的基本原料。