第九章 苯芳香性化合物
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芳香性
苯等一些化合物的结构及芳香性苯的结构一、凯库勒（Kekule）式1865年凯库勒从苯的分子式出发，根据苯的一元取代物只有一种，说明六个氢原子是等同的事实，提出了苯的环状构造式。
因为碳原子是四价的，故再把它写成简写为称为：这个式子虽然可以说明苯分子的组成以及原子间连接的次序，但这个式子仍存在着缺点，它不能说明下列问题第一、既然含有三个双键，为什么苯不起类似烯烃的加成反应？第二、根据上式，苯的邻二元取代物应当有两种，然而实际上只有一种。
凯库勒曾用两个式子来表示苯的结构，并且设想这两个式子之间的摆动代表着苯的真实结构：由此可见，凯库勒式并不能确切地反映苯的真实情况。
二、苯的稳定性氢化热是衡量分子内能大小尺度。
氢化热越大分子内能越高，越不稳定；氢化热越低，分子内能越低，分子越稳定。
1、的氢化热为119.6kj/mol2、如果苯的构造式用凯库勒式表示的话，苯的氢化热为环己烯氢化热的三倍。
119.6＊3=358.8KJ/mol3、实际上苯的氢化热是208.4KJ/mol,比预计的数值低150.4KJ/mol.这是由于苯环中存在共轭体系，π电子高度离域的结果，这部分能量为苯的共轭能或离域能。
从上所述，我们可以认识到苯分子具有较低的内能，分子稳定，是一种具有特殊稳定性的物质。
三、苯分子结构的价键观点根据现代物理方法（如X射线法，光谱法等）证明了苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120o ,碳碳键的键长都是0.1397nm。
按照轨道杂化理论，苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-C σ键，组成一个正六边形。
每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-H σ键。
由于是sp2杂化，所以键角都是120o,所有碳原子和氢原子都在同一平面上。
每个碳原子还有一个垂直于σ键平面的p轨道，每个p轨道上有一个p电子，六个p轨道组成了大π键。
四、苯的分子轨道模型分子轨道法认为六个p 轨道线性组合成六个π分子轨道，其中三个成键轨ψ1ψ2ψ3 和三个反键轨道ψ4ψ5ψ6 。
有机化学基础知识点整理芳香族化合物与苯环
有机化学基础知识点整理芳香族化合物与苯环有机化学基础知识点整理：芳香族化合物与苯环有机化学是研究碳和有机化合物的化学性质和反应的学科，其中一类重要的化合物是芳香族化合物。
芳香族化合物一般都含有苯环结构，苯环是由6个碳原子组成的六元环，每个碳原子上都有一个氢原子。
本文将为大家介绍芳香族化合物的基本概念、结构、命名规则以及常见的反应类型。
一、芳香族化合物的基本概念与结构芳香族化合物是一类具有特殊的化学性质和结构特征的有机化合物。
它们通常具有以下特点：1. 具有苯环结构：芳香族化合物的分子中包含苯环，苯环由6个碳原子组成，相邻碳原子之间通过共轭键连接。
2. 具有共轭体系：苯环中的碳碳键都是共轭键，即相邻的碳原子上的π电子可以在整个苯环中传递。
3. 具有稳定的芳香性：苯环中的π电子云非常稳定，使得芳香族化合物具有稳定的共轭体系和高度的芳香性。
芳香族化合物的结构可以通过化学式来表示，如苯的化学式为C6H6。
在苯环上，通常只绘制一个氢原子，表示其他5个氢原子也位于苯环上。
二、芳香族化合物的命名规则芳香族化合物的命名主要依据结构和取代基的位置进行。
以下是常见的命名规则：1. 简单芳香族化合物的命名：根据苯环的取代基情况，在化合物的名称前加上取代基的名称或编号。
例子：- 甲苯（m-甲基苯）：苯环上的一个氢原子被甲基（-CH3）取代。
2. 多取代芳香族化合物的命名：除了简单的取代基外，还需要用编号表示取代基的位置。
例子：- 邻二甲苯：苯环上的两个氢原子被两个甲基取代，而这两个甲基相邻。
3. 多个取代基的命名：依据取代基的位置，按照字母序列来命名。
例子：- 间-对二甲苯：苯环上的两个甲基分别位于相邻的两个碳原子和对位的两个碳原子。
三、芳香族化合物的常见反应类型芳香族化合物由于其特殊的稳定性和共轭体系，所以它们的反应类型与非芳香族化合物有所不同。
以下是一些常见的芳香族化合物反应类型：1. 取代反应：芳香族化合物的含有活泼的取代基时，可以与试剂发生取代反应。
芳香族化合物 材料
芳香族化合物材料
芳香族化合物是一类含有芳香环结构的有机分子。
这些分子通常具有共轭的π电子体系，表现出一些特征性的化学性质，如稳定性和芳香性。
以下是一些常见的芳香族化合物及其一些重要的用途：
1. 苯（Benzene）：是最简单的芳香族化合物，具有六个碳原子形成的环状结构。
苯广泛用于有机合成和作为溶剂。
2. 甲苯（Toluene）：是一种单取代苯，用作溶剂、涂料和油漆的成分。
3. 二甲苯（Xylene）：包括邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯，常用作溶剂、油漆和橡胶的成分。
4. 苯酚（Phenol）：具有苯环和一个羟基，用于生产树脂、消毒剂和药物。
5. 邻苯二甲酸二甲酯（Dimethyl terephthalate，DMT）：用于生产聚对苯二甲酸二甲酯（Polyethylene terephthalate，PET），一种常用的塑料。
6. 萘（Naphthalene）：由两个苯环共享一个碳原子形成，常用于生产染料、农药和塑料。
7. 安息香酸（Benzoic acid）：包含苯环和一个羧基，广泛用于食品防腐剂、染料和药物。
8. 苯酐（Benzaldehyde）：含有苯环和一个醛基，用于食品和香精的生产。
这些芳香族化合物在化学、医药、材料科学等领域中都有广泛的应用。
它们的稳定性和独特的化学性质使其成为许多工业和科学应用中不可或缺的组成部分。
9 苯系芳香族化合物和芳香性
H 5.77ppm H 7.27ppm
P.200
芳香化合物的共性 休克尔(Hü ckel)规则 —— 在一个平面 单环 共軛 体系中, 含有 4n+2 (n=0,1,2,3...整数)个电子的体系具有芳香性。 具有芳香性的化合物通常是具有以下四个特点的分子： a. 分子是包括若干数目π键的闭合环状体系； b. 分子具有平面结构或非常接近于平面； c. 环上每个原子必须为sp2杂化（某些原子可以是sp杂化）； d. 环上的π电子能够发生离域，且其离域电子数符合4n+2 Huckel 规则。
苯的离域 分子轨道
总结:
苯分子结构： 环状对称结构（碳原子sp2杂化，各碳碳键键角120°） 闭合的共轭体系 离域能大，非常稳定
H H
H
H
H
H
苯的性质：环体系稳定、易取代、不易加成、不易氧化 — 芳香性
P.198
9.2 苯及其衍生物的命名
一取代苯：
CH3
1)苯为母体
NO2
2)苯为取代基
9.10 芳烃的质谱和紫外、红外吸收光谱
IR：芳环骨架的伸缩振动在1625~1575cm-1 ，1525~1475cm-1 C-H伸缩振动在3100~3010cm-1 UV：205 nm K带，中强吸收，近紫外区边缘 255~275 nm B带，弱吸收，芳环特征吸收带(精细结构) 1H NMR： 苯环上dH ~7.26 13C NMR：苯环上dC ~128
1,2,4-(偏)
1,3,5-(均)
① 先定主官能团并编号为1； ② 取代基位次尽可能小； ③ 写名称，次序小的基团优先。
NO2 Cl
CHO NH2
HO
SO3H
2-氨基-5-羟基苯甲醛
P.200
芳香化合物的共性 休克尔(Hü ckel)规则 —— 在一个平面 单环 共軛 体系中, 含有 4n+2 (n=0,1,2,3...整数)个电子的体系具有芳香性。 具有芳香性的化合物通常是具有以下四个特点的分子： a. 分子是包括若干数目π键的闭合环状体系； b. 分子具有平面结构或非常接近于平面； c. 环上每个原子必须为sp2杂化（某些原子可以是sp杂化）； d. 环上的π电子能够发生离域，且其离域电子数符合4n+2 Huckel 规则。
苯的离域 分子轨道
总结:
苯分子结构： 环状对称结构（碳原子sp2杂化，各碳碳键键角120°） 闭合的共轭体系 离域能大，非常稳定
H H
H
H
H
H
苯的性质：环体系稳定、易取代、不易加成、不易氧化 — 芳香性
P.198
9.2 苯及其衍生物的命名
一取代苯：
CH3
1)苯为母体
NO2
2)苯为取代基
9.10 芳烃的质谱和紫外、红外吸收光谱
IR：芳环骨架的伸缩振动在1625~1575cm-1 ，1525~1475cm-1 C-H伸缩振动在3100~3010cm-1 UV：205 nm K带，中强吸收，近紫外区边缘 255~275 nm B带，弱吸收，芳环特征吸收带(精细结构) 1H NMR： 苯环上dH ~7.26 13C NMR：苯环上dC ~128
1,2,4-(偏)
1,3,5-(均)
① 先定主官能团并编号为1； ② 取代基位次尽可能小； ③ 写名称，次序小的基团优先。
NO2 Cl
CHO NH2
HO
SO3H
2-氨基-5-羟基苯甲醛
有机化学基础知识点整理芳香性的定义与判断
有机化学基础知识点整理芳香性的定义与判断芳香性的定义与判断有机化学是研究碳元素化合物的化学性质和反应机理的学科。
在有机化学中，芳香性是一个重要的概念，指的是具有芳香性质的化合物。
芳香性的定义与判断是有机化学基础知识点中的一部分。
本文将从芳香性的定义、芳香性的判断以及具有芳香性的常见化合物等方面进行整理。
一、芳香性的定义芳香性是指具有芳香环结构的化合物所具有的一种特殊性质。
芳香环是由6个碳原子构成的六元环结构，其中的每个碳原子通过σ键相连，同时具有3个π电子。
芳香性是由芳香环上的π电子形成的共轭体系所决定的。
具有芳香性的化合物通常表现出稳定性高、反应性低的特点。
二、芳香性的判断判断一个化合物是否具有芳香性，需要考虑以下几个方面：1. 符合芳香环结构：化合物中存在由6个碳原子构成的六元环结构，其中的每个碳原子通过σ键相连，同时具有3个π电子。
这个结构通常被称为芳香环或芳香骨架。
2. 共轭体系存在：对于具有芳香性的化合物，芳香环上的π电子会形成一个共轭体系，即π电子在整个芳香环内进行共享。
这种共轭体系的存在是芳香性的重要特征。
3. Huckel规则的满足：Huckel规则是判断一个分子体系是否具有芳香性的经验规则。
根据Huckel规则，化合物中的π电子数必须满足4n+2的形式，其中n为任意正整数。
根据以上条件进行判断，如果化合物符合芳香性的定义，即具有芳香环结构、共轭体系存在以及满足Huckel规则，则可以判定该化合物具有芳香性质。
三、具有芳香性的常见化合物1. 苯：苯是最简单的芳香化合物，化学式为C6H6。
苯的芳香环结构由6个碳原子组成，每个碳原子上还连接有一个氢原子。
苯是一种无色液体，具有特殊的香味。
2. 甲苯：甲苯是另一种常见的芳香化合物，化学式为C7H8。
甲苯的芳香环结构由一个苯环和一个甲基基团组成。
甲苯是一种无色液体，具有特殊的香气。
3. 香兰素：香兰素是一种常见的天然芳香化合物，化学式为C8H6O3。
《有机化学》第九章
（一）酸水液提取法
第九章
水溶液直接提取法不利于那些碱性较弱不能直接溶解于水的生
物碱提取，因此可采用偏酸性的水溶液，使生物碱与酸作用生成盐
进行生. 物碱提取。具有碱性的生物碱在植物体中多以盐的形式存在， 而弱碱性或中性生物碱则以不稳定的盐或游离碱的形式存在，故常
用0.5%～2%的乙酸、盐酸等为溶剂。
29 第二节 生物碱
二 、 生物碱的提取方法
（二）醇类溶剂提取法
游离生物碱及其盐一般都能溶于甲醇和乙醇，因此用它 们作为生物碱的提取溶剂，应用较为普遍。甲醇的极性比乙 醇的极性大，对生物碱的溶解性比乙醇好，甲醇的沸点也比 乙醇低，但对视神经的毒性很大，所以除实验室有时将甲醇 作为生物碱提取溶剂外，多数用乙醇作为溶剂，有时也用稀 乙醇（60%～80%）作溶剂。通常采用醇提—酸水—碱化— 亲脂性溶剂萃取的方法反复进行。
N
－
N
CH3
33 第二节 生物碱
三 、 重要的生物碱
（三） 麻黄碱
第九章
麻黄碱俗称麻黄素，分子中有两个手性碳（用*标记），麻黄碱的分子结构式如下：
糠醛是重要的化工原料，可用 于制造酚醛树脂、农药、医药（如 呋喃妥因、呋喃唑酮）等。
O2N－ O
O －CH＝N－N－C ＝ O
CH2－CH2
－ －
－
呋喃唑酮（痢特灵）
19 第一节 杂环化合物的分类和命名
四、 重要的杂环化合物及其衍生物
（二） 吡咯衍生物——叶绿素、血红素和维生素B12
第九章
20 第一节 杂环化合物的分类和命名
1
第九章 杂环化合物、生物碱
【知识目标】 理解杂环化合物的分子结构、分类。 掌握五元单杂环、六元单杂环化合物的化学性质。 掌握杂环化合物的分类和命名方法。 了解几种重要的生物碱（麻黄素、烟碱、小檗碱、鸦片制剂）。 【技能目标】 掌握常见杂环化合物、生物碱的鉴别方法。
第九章
水溶液直接提取法不利于那些碱性较弱不能直接溶解于水的生
物碱提取，因此可采用偏酸性的水溶液，使生物碱与酸作用生成盐
进行生. 物碱提取。具有碱性的生物碱在植物体中多以盐的形式存在， 而弱碱性或中性生物碱则以不稳定的盐或游离碱的形式存在，故常
用0.5%～2%的乙酸、盐酸等为溶剂。
29 第二节 生物碱
二 、 生物碱的提取方法
（二）醇类溶剂提取法
游离生物碱及其盐一般都能溶于甲醇和乙醇，因此用它 们作为生物碱的提取溶剂，应用较为普遍。甲醇的极性比乙 醇的极性大，对生物碱的溶解性比乙醇好，甲醇的沸点也比 乙醇低，但对视神经的毒性很大，所以除实验室有时将甲醇 作为生物碱提取溶剂外，多数用乙醇作为溶剂，有时也用稀 乙醇（60%～80%）作溶剂。通常采用醇提—酸水—碱化— 亲脂性溶剂萃取的方法反复进行。
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－
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CH3
33 第二节 生物碱
三 、 重要的生物碱
（三） 麻黄碱
第九章
麻黄碱俗称麻黄素，分子中有两个手性碳（用*标记），麻黄碱的分子结构式如下：
糠醛是重要的化工原料，可用 于制造酚醛树脂、农药、医药（如 呋喃妥因、呋喃唑酮）等。
O2N－ O
O －CH＝N－N－C ＝ O
CH2－CH2
－ －
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呋喃唑酮（痢特灵）
19 第一节 杂环化合物的分类和命名
四、 重要的杂环化合物及其衍生物
（二） 吡咯衍生物——叶绿素、血红素和维生素B12
第九章
20 第一节 杂环化合物的分类和命名
1
第九章 杂环化合物、生物碱
【知识目标】 理解杂环化合物的分子结构、分类。 掌握五元单杂环、六元单杂环化合物的化学性质。 掌握杂环化合物的分类和命名方法。 了解几种重要的生物碱（麻黄素、烟碱、小檗碱、鸦片制剂）。 【技能目标】 掌握常见杂环化合物、生物碱的鉴别方法。
芳香性化合物精华版讲解
201结9/8/构17 或者反同芳结构的4n体系
33
五. 非芳香性(nonaromaticity)
非芳香性分子是指不共平面的多环烯烃，或电子数为奇数的中 间体。
如环辛四烯、10轮烯、14轮烯以及环戊二烯自由基环丙稀自由 基等。10轮烯和14轮烯由于内H位阻使其不能共平面。将14轮 烯中的一个双键换成三键，消除了H的位阻，而具有芳香性。
多环芳烃电子数的计算方法
1954年，Platt提出了周边修正法，对于多环芳烃 可以忽略中间的双键而直接计算外围的电子数。 对休克尔规则进行了完善和补充。
(1) 经典结构式的写法 画经典结构式时，应使尽量多的双键处在轮烯上， 处在轮烯内外的双键写成其共振的正负电荷形式， 将出现在轮烯内外的单键忽略后，再用休克尔规 则判断。
以分子轨道理论解释二茂铁的成键：环戊烯中6个填充满 的轨道和Fe原子九个轨道中1个s轨道3个p轨道和两个d轨 道，形成12个新轨道，其中六个是成键的。填充了9个轨 道有18个电子，6个是成键的3个轨道是成键弱或不成键 的。可以认为，其中10个来自环，8个来自零氧化钛的铁
富勒烯是C60、C50、C70 等一类化合物的总称。
由于C60这一重大发现Kroto 等人获1996年Nobel化学奖
C60是除石墨、金刚石以外碳的另一种同素异形体， 分子式为C60，由12个五边形和20个六边形组成 。
每个碳原子均以sp2杂化轨道与相邻碳原子形成 三个σ键，它们不在一个平面内。每个碳原子剩下的 p轨道彼此构成离域大π键，具有芳香性。
2019/8/17
30
反芳香性是指共平面、 π电子数为4n、共平面的 原子均为sp2或sp杂化的轮烯，其稳定性小于同类 开链烃，如环丁二烯环戊二烯正离子是反芳香性 的物质。如：
有机化学基础知识点芳香性与芳香烃的性质
有机化学基础知识点芳香性与芳香烃的性质有机化学基础知识点——芳香性与芳香烃的性质有机化学是研究有机物质及其反应机理的一门学科，其中芳香性与芳香烃是其中重要的知识点之一。
本文将着重介绍芳香性以及芳香烃的性质，帮助读者更好地理解有机化学中的这一概念。
一、芳香性的定义与特点芳香性是指具有特殊结构和性质的有机化合物所表现出的香味和稳定的π电子结构。
根据芳香性的定义，芳香性化合物需要满足以下几个条件：1. 分子结构中含有一个或多个芳环（由6个共轭π电子组成的环状结构）；2. 芳环中每个原子都以杂化sp2形式存在，磁性势能相对稳定；3. 芳环中的每个杂化的p轨道上都有一个未被配对的π电子。
值得注意的是，非芳香性化合物虽然可能具有香味，但其分子结构不符合芳香性的定义。
二、芳香烃的分类与性质芳香烃是一类基础的有机化合物，其分子中至少含有一个芳环。
根据芳香烃分子中芳环的个数及其它官能团，芳香烃可以分为以下几类：1. 单核芳香烃：只含有一个芳环的芳香烃。
例如，苯（C6H6）是最简单的芳香烃，其分子结构中含有一个六元环。
2. 多核芳香烃：含有两个或多个连接在一起的芳环的芳香烃。
最常见的多核芳香烃是萘（C10H8），它由一个苯环和一个呈共轭连结的五元环组成。
3. 取代芳香烃：分子中的芳环上存在取代基的芳香烃。
通过对芳环中的氢原子进行取代，可以获得各种不同性质和用途的化合物。
芳香烃的一些重要性质包括：1. 稳定性：芳香烃具有相对较高的稳定性，这是因为芳香烃分子中的共轭π电子系统能够稳定结构和分子。
2. 可溶性：大多数芳香烃在非极性溶剂中具有较好的溶解性，但在水中溶解度较低。
3. 反应性：芳香烃在化学反应中常常表现出亲电取代反应、脱氢反应等特性。
三、应用与实际意义芳香烃是有机化学中重要的化合物类别之一，其应用领域非常广泛。
以下是一些芳香烃的应用和实际意义：1. 燃料：芳香烃类化合物广泛应用于燃料行业，用作汽车燃料和燃气等能源。
芳香化合物详细资料大全
芳香化合物详细资料大全芳香化合物，又称为芳香族化合物。
在有机化学发展的初期，化学家把化合物分为脂肪族及芳香族两大类，前者是指开链化合物，后者是指一类从植物胶里取得的具有芳香气味的物质。
随着研究的深入，芳香化合物这一名称的含义又有了新的发展，如今人们将具有特殊稳定性的不饱和环状化合物称为芳香化合物。
基本介绍•中文名：芳香化合物•外文名：Aromatic Compounds•类属：芳香族•简介：植物胶中取得的具有芳香气味•制备方法：酶过程和生物学过程简介及发展概述,来源,芳香化合物的特点,分类,简介及发展概述芳香化合物一般指香料、香精。
香料、香精工业起源于欧洲，法国的巴黎和格拉斯生产的香料，荷兰的食用香精.英国生产的调味香精声誉都很高。
二战以后.美国和日本联合经营香精香料，以惊人的速度追赶欧洲。
迄今为止，欧洲、美国、日本已构成世界上最先进的香料香精工业中心，并且以香精为龙头产品带动天然香料和合成香料的发展。
我国食用香精香料行业呈现外资企业和民营企业两强争霸的剧烈竞争态势。
具有香味的化合物绝大多数是低分子有机化合物。
常见的有醛类、酮类、羧酸类、酯类、醇类、醚类等，在这些化合物中，有脂肪族化合物、脂环族化合物、芳香族化合物，也有杂环化合物。
特别是对杂环化合物的研究套用是近年发展起来的新领域。
杂环化合物以极微量存在于香味混合物中，常见的有吡嗪类、呋喃类.吡咯类、噻唑类、吡啶类和唑类。
在稠环体系中，环戊吡嗪类和苯并噻唑类是最常见的。
有些杂环化合物具有极高的香气强度和极低的香气阈值，最低可达0.002g/kg。
因此.作为特效香味化合物，是食品风味添加物的理想配科成分。
在1975年前FEMA评审的约1040种单体香料中(FEMA2001?3444中的去掉天然原料的品种)，含硫含氮的杂环香料为170种，约为16%。
但在1975年以后公布的615种单体香料中(FEMA3445～4068中的去掉天然原料的品种)杂环香料达到200余种，约占32%。
芳香族化合物1、含苯环的的有机化合物2、芳香烃
易取代、能加成、难氧化
常 见 的 烃
第二节
芳香烃的来源与应用
一、芳香烃的来源
起初来源：煤焦油 现代来源：石油化学工业中的催化重整和裂化
作为基本有机原料应用最多的 芳烃是：苯、乙苯、对二甲苯……
常 见 的 烃
二、苯的同系物 1.定义
－－苯环上氢原子被烷基代替而得到的芳烃 苯环上可以连接1~6个烷基
升高温度、增大反应物浓度、增大压强、使用催化剂
常 见 的 烃
（1）氧化反应
反应机理
| —C—H |
高锰酸钾的酸性溶液
O || C—OH |
烷基上与苯环直接相连的碳含氢
H | —C—H | H H | | —C—C— | | H C | —C—C | C
能被氧化
能被氧化
不能被氧化
常 见 的 烃
CH3 CH3 | | CH3 HOOC CH3 — C — CH | 3 KMnO /H+ | | 4 | CH3—CH— —C—CH3 CH 3 | | HOOC — CH2—R CH3 | COOH
苯
是黏合剂、油性涂料、油墨等的常用有机溶剂 操作车间空气中苯的浓度≤40mg· m-3 居室内空气中苯含量平均每小时≤0.09mg· m-3 制鞋、皮革、箱包、家具、喷漆、油漆等工作 引起急性中毒或慢性中毒，诱发白血病 致癌物质 萘——过去卫生球的主要成分 秸秆、树叶等不完全燃烧形成的烟雾中 香烟的烟雾中
稠环 芳烃
常 见 的 烃
归纳整理：脂肪烃与芳香烃的比较 烃 烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 碳碳键结构特点 化学性质
碳碳单键 碳碳双键 碳碳三键 介于单双键间的碳碳键
常 见 的 烃
常 见 的 烃
苯的结构——凯库勒式
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第九章苯及芳香性化合物“芳香性”这个词用于有机化学，已经失去了原有的意义。
芳香性化合物早期都是从天然材料，例如：肉桂皮，冬青叶，香荚和茴香籽中提取而获得的，并具有特殊化学性能的芳香物质。
例如，肉桂皮中含有一种令人愉悦的芳香气味化合物，该化合物分子式为C9H8O，化学名为肉桂醛。
由于在肉桂醛和其他的芳香族化合物中氢/碳比例都较低（烷烃中H/C>2），化学家们推测它们的结构中应该包含许多双键或三键。
由于含双键的化合物很容易在氧化剂如高锰酸钾、臭氧等作用下而发生氧化反应；并且在溴和氯等试剂作用下可快速发生加成反应。
当把烯烃的这些反应应用到芳香族化合物的时候，令人惊奇的发现，芳香性化合物中的不饱和键仍然存在。
相对于已知的烯烃和环烯烃，芳香性化合物表现出高度的化学稳定性。
例如，肉桂醛可在热高锰酸钾溶液作用下生成了一种稳定的结晶性化合物，分子式为C7H6O2，现在我们知道该化合物为苯甲酸。
苯甲酸中的氢/碳的比率也小于1，应该存在不饱和键。
苯甲酸脱羧可转变为稳定的烃类化合物——苯，分子式为C6H6。
从下图所示的苯及其衍生物与环己烯的化学性质对比来看，苯及其衍生物的化学性质要比一般的含双键的化合物稳定。
随着有机化学的不断发展，又发现了一些非苯构造的环状烃，它们与苯及其衍生物的性质相似，成环原子间的键长也趋于平均化，性质上表现为易发生取代反应，不易发生加成反应，不易被氧化，它们的质子与苯的质子相似，在核磁共振谱中显示相似的化学位移。
这些特性统称为芳香性。
后经研究发现，具有芳香性的化合物在结构上都符合休克尔规则。
所以近代有机化学把结构上符合休克尔规则，性质上具有芳香性的化合物称为芳香族化合物。
9.1 苯和芳香族化合物的结构9.1.1苯的开库勒结构式具有“芳香气味”的苯及其的衍生物使他们分类为“芳香族”化合物。
现在“芳香性”有了新的化学意义，“芳香性”意味着结构具有特别的稳定性。
1865年开库勒根据苯的分子式为C6H6，是具有高度不饱和性的化合物，并且苯的一元取代物只有一种。
提出苯的六元环状结构，即苯的开库勒式。
HHHHHH苯的开库勒式中含有交替的单键和双键（碳碳单键的键长为 1.47Å, 碳碳双键的键长为1.34Å）。
为了解释苯的邻位二取代化合物只有一种，开库勒假定苯的双键不是固定的，而是不停的迅速来回移动，是以下两种形式的迅速平衡：最新光谱学证据显示苯所有的键长均相等，处于单键和双键的键长之间(1.39 Å)。
并且苯是一个环状平面分子。
尽管开库勒结构式提出的苯环状结构的观点是正确的，但开库勒结构式不能解释苯具有特殊的稳定性。
由于开库勒结构式含有三个双键，那苯就应该像乙烯一样能够进行加成反应，和断裂双键的氧化反应。
而事实上，苯通常只发生取代反应，即氢原子被其他一些原子所取代。
9.1.2 苯的共振杂化理论开库勒结构式是理解有机化学及化合物结构的基本方法。
对于某些化合物和离子，他们的真实结构也不能用单一结构来表示。
例如，二氧化硫(SO2)和硝酸(HNO3)可以用两种等价的结构式表示：如果上述二氧化硫的结构只用一个结构式来表示，那么氧硫双键的键长就比氧硫单键的键长要短。
实验结果表明二氧化硫分子呈弯曲状(键角为120º)，硫氧键的键长相等 (1.432 Å)，用单一的结构式来表示二氧化硫的真实结构显然是不合适的，实际上二氧化硫的真实结构可以看作上面二个结构式的叠加。
这种把分子的真实结构看作是由多个可能的价键结构式的叠加的观念称为共振。
同样，硝酸的真实结构也可看作是上面二个共振结构式的叠加。
，双箭头用来表示共振。
上例二氧化硫和硝酸的共振结构式中，氧原子上的电子发生了离域，从而提高了结构式的稳定性。
在共振结构式中，具有结构上相似和能量上相同的两个或几个参与结构式组成的分子的真实结构一般都较稳定。
共振还能解释许多化合物及官能团的化学行为性质。
例如，甲醛的羰基(含有碳氧双键)很容易反应生成加成产物。
甲醛分子的共振结构式如下：对于甲醛的第一个共振结构式中，共价键的数目最多，碳和氧原子都具有八隅体电子构型的要求，因此，能量最低，对共振杂化体的贡献最大。
甲醛的第二个和第三个共振结构式中双键发生了异裂，形成了不同电荷分布的共振结构式。
其中第二个共振结构中电荷的分布符合元素电负性要求，既电负性较小的碳原子带上正电荷；电负性较大的氧原子带负荷。
因此，第二个共振结构式的稳定性比第三个好。
通过这个例子，我们可以看出，上式甲醛的第一个共振结构式能量最低，对杂化体的贡献最大，也最接近甲醛的真实结构。
第二个共振结构式对电荷的分布贡献最大，表明甲醛中的碳原子带部分正电荷，容易被亲核试剂进攻而发生反应。
（1）共振方法的基本原则总结如下：各共振结构式中原子核的相互位置必须相同，各式中成对或不成对的电子数必须相同，只是在电子的分布上可以有所变化。
共振结构式对真实结构的贡献用下列方法判断：共振结构式中共价键的数目越多，共振结构式的稳定性越好，对真实结构的贡献越大。
在具有不同电荷分布的共振结构式中，电荷的分布要符合元素电负性要求，既电负性较小的原子带正电荷；电负性较大的原子带负荷。
稳定性好。
能量越低的共振结构式越接近分子的真实结构。
例如上例中甲醛分子的共振结构式中，含羰基的共振结构式最接近甲醛的真实结构，羰基按元素电负性要求分离成具有不同电荷的共振结构式，碳原子上带正电荷的共振结构式更能表示羰基官能团的结构和性质。
在共振结构式中，具有结构上相似和能量上相同的两个或几个参与结构式组成的分子的真实结构一般都较稳定。
上例一氧化碳和迭氮阴离子的共振结构式中，左边的结构式能量最低且最稳定。
（2）苯的共振结构共振在解释芳香化合物的结构和化学性质上非常重要。
苯的结构通常表示为包括三个双键的六碳环。
每一个碳原子占据正六边形的一个角，通过共价键与其他原子连接。
共振论认为苯的结构是两个或多个经典结构的共振杂化体：上式中各共振结构式之间的差异在于电子分配情况的不同，因而各共振结构式的能量是不同的。
其中第一和第二个共振结构式的能量最低，其他的共振结构式的能量都较高。
能量低的共振结构式对杂化体的贡献最大，因此，苯主要由第一和第二个共振结构式共振而成。
或者说由第一和第二个共振结构式共振而得到的共振杂化体最接近苯的真实结构。
根据现代物理方法（如X射线法，光谱法等）证明了苯分子是一个平面正六边形构型，键角都是120o ,碳碳键的键长都是0.1397nm。
按照轨道杂化理论，苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-C σ键，组成一个正六边形。
每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s 轨道沿对称轴方向重叠形成六个C-H σ键。
由于是sp2杂化，所以键角都是120o,所有碳原子和氢原子都在同一平面上。
每个碳原子还有一个垂直于σ键平面的p轨道，每个p轨道上有一个p电子，六个p轨道组成了大π键。
9.1.3苯的稳定性苯的稳定性可以从它具有较低的氢化热值得到证明，氢化热是衡量分子内能大小的尺度。
氢化热越大分子内能越高，越不稳定；氢化热越低，分子内能越低，分子越稳定。
环己烯加氢而成环己烷放出28.6kcar/mol的能量 ,如果按此数据计算，环己二烯加氢成环己烷应该放出57.2 kcar/mol的热量，如果苯的结构式用凯库勒式表示的话，苯的氢化热为环己烯氢化热的三倍，即应该放出85.8 kcar/mol的能量。
实际上环己二烯的氢化热为55.4kcar/mol，比预计的氢化热低1.8kcar/mol，这是由于1，3环己二烯中π-π共轭的原因。
苯的氢化热是49.8Kcar/mol,比预计的数值低36kcar/mol.这是由于苯环中存在共轭体系，π电子高度离域的结果，这部分能量也称为苯的共轭能或离域能。
9.1.4 苯的分子轨道理论分子轨道理论认为，苯分子形成σ键以后，六个碳原子上的六个p轨道组成六个π分子轨道，其中三个是成键轨道，另外这三个是反键轨道。
苯分子的大π键可以看作是三个π成键轨道叠加的结果。
六个碳原子中每相邻两个碳原子之间的电子云密度都相等了，所以，苯的C-C键长完全平均化了。
在基态时，苯分子的6个p电子成对地填入三个成键轨道，这时所有能量低的成键轨道，全部充满了电子，所以苯分子是稳定的，体系能量较低（例如π1分子轨道）苯的π分子轨道9.2 苯及其衍生物的命名苯是一个六碳环结构的芳香性化合物，具有6个离域的π电子，因此比只具有定域结构的环己三烯要稳定。
苯卤苯是个单取代苯，下列结构式分别表示溴苯和氯苯氯苯溴苯苯环上的氢被烷基取代的叫烷基苯，例如，被甲基取代的叫甲苯、被乙基取代的命名为乙苯，被异丙基取代的叫异丙苯。
甲苯乙苯异丙基苯硝基苯和苯胺分别是硝基和氨基与苯环直接相连的单取代苯。
硝基苯很难进行亲电取代反应，而苯胺的亲电取代反应较易进行，并且苯胺还是一个有机弱碱。
硝基苯苯胺苯甲酸是一个含有羧基的芳香性弱酸，很难进行亲电取代反应；苯甲腈是芳香性腈类化合物，氰基对苯环的亲电取代反应起钝化作用。
苯乙酮也可命名为甲基苯基甲酮，苯乙酮的亲电取代反应也较难发生。
COOH COCH3CN苯甲酸苯甲腈苯乙酮苯磺酸是含芳环的磺酸类化合物，磺酸基团中的氢氧键较弱，因此苯磺酸具有酸性。
磺酸基也是一个钝化苯环的基团。
羟基和苯环直接相连的化合物叫苯酚，酚羟基中的氢氧键较弱，容易断裂，断裂所形成的苯氧负离子由于共轭效应具有较好的稳定性。
苯酚很容易发生亲电取代反应。
甲氧基苯也叫茴香醚或者苯甲醚，是芳香性醚类化合物，甲氧基是中等程度的活化基团。
SO 3H OH OCH 3苯磺酸苯酚茴香醚 苯甲醚 甲氧基苯对于多元取代的苯衍生物，首先选择好母体。
选择母体的顺序如下：-OR,-R,-NH 2,-OH,-COR,-CHO,-CN,-CONH 2,-COX,-COX.-COOR.-SO 3H.-COOH.等。
在这个顺序中排在后多为母体，排在前的为取代基，苯环上的取代基必须进行编号，编号的原则是使取代基的位号和最小。
在二元取代物中，常用邻（o ）、间（m ）、对（p ）来表示1，2-、1，3-、1，4-取代。
一些二元取代的甲苯有他们自己的命名方法（例如：二甲苯、甲基苯胺、甲基苯酚等），而这些化合物的异构体也常用邻（o ）、间（m ）、对（p ）来表示，（例如：邻二甲苯、间甲苯胺）。
对于某些二取代的苯衍生物也可用俗名表示特定的结构（例如：水杨酸，间苯二酚） ClCl Cl Cl Cl Cl Br Cl CH 3Br 1,2-二氯苯邻二氯苯1,3-二氯苯间二氯苯1,4-二氯苯对二氯苯1-溴-3-氯苯 间溴氯苯2-溴甲苯邻溴甲苯 CH 3CH 3CH 3NH 2CH 3OHCOOH OHOH HO 1,2-二甲苯邻二甲苯3-甲基苯胺间甲基苯胺对甲基苯酚4-甲基苯酚邻羟基苯甲酸2-羟基苯甲酸水杨酸1,3-苯二酚间二苯酚 CH 3CH 3CH 3OCH 3NO 2BrOCH 3Br NO 2OCH 2COOH Cl Cl H 3C 1,2,4,5- 四甲基苯4-溴-2-硝基-1-甲氧基苯4-溴-2-硝基苯甲醚4-溴-2-硝基茴香醚3-溴-5-硝基-1-甲氧基苯3-溴-5-硝基苯甲醚3溴-5-硝基茴香醚2,4-二氯苯氧基乙酸9.3 苯及其衍生物的物理性质苯是一个没有极性的分子，分子之间的吸引力主要来自范德华色散力。