休克尔规则. ppt
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第一节苯的结构和休克尔规则一.苯的分子结构苯是芳香族化合物的代表,在苯系芳烃中都含有苯环。
熟悉苯的分子结构,是研究芳香性的基础。
1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发,根据苯的一元取代物只有一种,提出了苯的环状结构。
这就是我们至今仍在使用的苯的凯库勒式。
这个式子虽然可以说明苯分子的组成和原子间的连接次序,但仍存在着问题:凯库勒式既然含有三个双键,为什么苯不起类似烯烃的加成反应;按照凯库勒式,苯的邻二取代物应当有(1)和(2)两种,但实际上只有一种。
(1)(2)由于上述矛盾问题的存在,引起了化学家对苯结构的极大兴趣,对苯的结构的研究作了大量的工作,提出了不同的结构来表示苯的结构。
凯库勒本人曾用两个凯库勒式之间的摆动来表示苯分子的真实结构。
还有化学家分别提出了对位键结构式、双环结构式、棱型结构式、向心结构式等来表示苯的结构。
对位键结构式双环结构式棱型结构式向心结构式但这些结构式都不能反映苯的实际情况,因而陆续被淘汰了,而且其中的双环结构式(Dewar苯)和棱型结构式(棱烷)所代表的化合物已被合成,它们是苯的价键异构体。
上一世纪的三十年代,鲍林在凯库勒苯的结构式基础上,提出了苯的共振结构。
共振论能广泛的用于说明和解释苯的性质,但仍未揭示出苯分子价键的本质。
现代物理方法的应用和量子化学的发展为苯的分子结构的确定提供了有力的工具。
光谱法、X-射线法、偶极矩的测定等都证明苯分子是平面正六边形构型,键角都是120O,碳碳键的键长相等,都是0.139nm。
苯分子的各个键角都是120O,因此碳原子必须是SP2杂化,形成六个C-Cσ键和六个C-Hσ键,而每个碳原子上剩余的P轨道在一个平面上相互重叠,均匀对称地配布在整个环上,形成一个环状的共轭体系,π电子密度平均化,环上没有单键和双键之分。
因而,经典的定域化的价键结构式(环己三烯)不能代表苯的结构。
用分子轨道理论处理苯分子,六个2P原子轨道组成六个分子轨道,当苯分子处于基态时,三对电子分子分别填充能量低的成键轨道、和。