苯(Benzene, C6H6)在常溫下為一種無(wú)色、有甜味的透明液體,并具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯可燃,有毒,也是一種致癌物質(zhì)。苯是一種碳?xì)浠衔镆彩?**簡(jiǎn)單的芳烴。它難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑,本身也可作為有機(jī)溶劑。苯是一種石油化工基本原料。苯的產(chǎn)量和生產(chǎn)的技術(shù)水平是一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志之一。苯具有的環(huán)系叫苯環(huán),是***簡(jiǎn)單的芳環(huán)。苯分子去掉一個(gè)氫以后的結(jié)構(gòu)叫苯基,用Ph表示。因此苯也可表示為PhH。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
苯環(huán)是***簡(jiǎn)單的芳環(huán),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)基團(tuán),苯的6個(gè)基團(tuán)都是氫原子。
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。
價(jià)鍵觀(guān)點(diǎn)
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(jié)構(gòu)的環(huán)烯烴稱(chēng)為輪烯(annulene),苯是一種輪烯。苯分子是平面分子,12個(gè)原子處于同一平面上,6個(gè)碳和6個(gè)氫是均等的,C-H鍵長(zhǎng)為1.08Α,C-C鍵長(zhǎng)為1.40Α,此數(shù)值介于單雙鍵長(zhǎng)之間。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,也直接導(dǎo)致了苯環(huán)的芳香性。
分子軌道模型
從分子軌道理論來(lái)看,可以認(rèn)為苯的6個(gè)p軌道相互作用形成6個(gè)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(duì)簡(jiǎn)并軌道?;鶓B(tài)時(shí)苯的電子云分布是三個(gè)成鍵軌道疊加的結(jié)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(chǎng)中產(chǎn)生環(huán)電流的根源。
物理性質(zhì)
編輯苯在常溫下為一種無(wú)色、有甜味的透明液體,其密度小于水,具有強(qiáng)烈的芳香氣味。苯的沸點(diǎn)為80.1℃,熔點(diǎn)為5.5℃,。苯比水密度低,密度為0.88g/ml,但其分子質(zhì)量比水重。苯難溶于水,1升水中***多溶解1.7g苯;但苯是一種良好的有機(jī)溶劑,溶解有機(jī)分子和一些非極性的無(wú)機(jī)分子的能力很強(qiáng),除甘油,乙二醇等多元醇外能與大多數(shù)有機(jī)溶劑混溶.除碘和硫稍溶解外,無(wú)機(jī)物在苯中不溶解。[4]
苯能與水生成恒沸物,沸點(diǎn)為69.25℃,含苯91.2%。因此,在有水生成的反應(yīng)中常加苯蒸餾,以將水帶出。
摩爾質(zhì)量78.11 g mol-1。
***小點(diǎn)火能:0.20mJ。
******上限(體積分?jǐn)?shù)):8%。
******下限(體積分?jǐn)?shù)):1.2%。
燃燒熱:3264.4kJ/mol。