苯_苯环

【中文名称】苯（běn）
【英文名称】benzene;benzol(e)【相对分子量或原子量】78.11
【密度】0.879
【熔点（℃）】5.5
【沸点（℃）】80.1【性状】
无色易挥发和易燃液体，有芳香气味，有毒。

【溶解情况】
不溶于水，溶于乙醇、乙醚等许多有机溶剂。

【用途】
是染料、塑料、合成橡胶、合成树脂、合成纤维、合成药物和农药等的重要原料，也是涂料、橡胶、胶水等的溶剂，也可以作为燃料。

【制备或来源】
工业上由焦煤气（煤气）和煤焦油的轻油部分提取和分馏而得。

也可由环己烷脱氢或甲苯歧化或与二甲苯加氢脱甲基和蒸气脱甲基制取。

【其他】
闪点10～12℃。

蒸气与空气形成爆炸混合物，爆炸极限1.5%～8.0%（体积）
最简单的芳烃。

分子式C6H6。

为有机化学工业的基本原料之一。

无色、易燃、有特殊气味的液体。

熔点5.5℃，沸点80.1℃，相对密度0.8765（20／4℃）。

在水中的溶解度很小，能与乙醇、乙醚、二硫化碳等有机溶剂混溶。

能与水生成恒沸混合物，沸点为69.25℃，含苯91.2％。

因此，在有水生成的反应中常加苯蒸馏，以将水带出。

苯在燃烧时产生浓烟。

苯能够起取代反应、加成反应和氧化反应。

苯用硝酸和硫酸的混合物硝化，生成硝基苯，硝基苯还原生成重要的染料中间体苯胺；苯用硫酸磺化，生成苯磺酸，可用来合成苯酚；苯在三氯化铁存在下与氯作用，生成氯苯，它是重要的中间体；苯在无水三氯化铝等催化剂存在下与乙烯、丙烯或长链烯烃作用生成乙苯、异丙苯或烷基苯，乙苯是合成苯乙烯的原料，异丙苯是合成苯酚和丙酮的原料，烷基苯是合成去污剂的原料。

苯催化加氢生成环己烷，它是合成耐纶的原料；苯在光照下加三分子氯，可得杀虫剂666，由于对人畜有毒，已禁止生产使用。

苯难于氧化，但在450℃和氧化钒存在下可氧化成顺丁烯二酸酐，后者是合成不饱和聚酯树脂的原料。

苯是橡胶、脂肪和许多树脂的良好溶剂，但由于毒性大，已逐渐被其他溶剂所取代。

苯可加在汽油中以提高其抗爆性能。

苯在工业上由炼制石油所产生的石脑油馏分经催化重整制得，或从炼焦所得焦炉气中回收。

苯蒸气有毒，急性中毒在严重情况下能引起抽筋，甚至失去知觉；慢性中毒能损害造血功能。

1865年，F.A.凯库勒提出了苯的环状结构式，目前仍在采用。

根据量子化学的描述，苯分子中的6个π电子作为一个整体，分布在环平面的上方和下方，因此，近年来也用图1b式表示苯的结构。

苯是一种无色、具有特殊芳香气味的液体，能与醇、醚、丙酮和四氯化碳互溶，微溶于水。

苯具有易挥发、易燃的特点，其蒸气有爆炸性。

经常接触苯，皮肤可因脱脂而变干燥，脱屑，有的出现过敏性湿疹。

长期吸入苯能导致再生障碍性贫血。

苯分子具有平面的正六边形结构。

各个键角都是120°，六角环上碳碳之间的键长都是1.40×10 -10 米。

它既不同于一般的单键(C—C键键长是 1.54×10 -10 米)，也不同于一般的双键(C=C键键长是1.33×10 -10 米)。

从苯跟高锰酸钾溶液和溴水都不起反应这一事实和测定的碳碳间键长的实验数据来看，充分说明苯环上碳碳间的键应是一种介于单键和双键之间的独特的键。

为了表示苯分子结构的这一特点，常用下式来表示苯的结构简式。

直到现在，凯库勒式的表示方法仍被沿用，但在理解上绝不应认为苯是单、双键交替组成的环状结构。

苯分子里6个碳原子的电子都以sp 2 杂化轨道相互重叠，形成6个碳碳的σ键，又各以1个sp 2 杂化轨道分别跟氢原子的1s轨道进行重叠，形成6个碳氢的σ键。

由于是sp 2 杂化，所以键角是120°，并且所有6个碳原子和6个氢原子都是在同一个平面上相互连接起来的。

苯环上6个碳原子各有1个未参加杂化的2p轨道，它们垂直于环的平面，并从侧面相互重叠而形成一个闭合的π键，并且均匀地对称分布在环平面的上方和下方。

通常把苯的这种键型称为大π键。

苯的大π键的形成使π键电子云为6个碳原子所共有，因而受到6个碳原子核的共同吸引，彼此结合得比较牢固。

同时，苯的大π键是平均分布在6个碳原子上，所以苯分子中每个碳碳键的键长和键能是相等的。

苯主要来自建筑装饰中大量使用的化工原料，如涂料、木器漆、胶粘剂及各种有机溶剂。

在涂料的成膜和固化过程中，其中所含有的甲醛、苯类等可挥发成分会从涂料中释放，造成污染。

国际卫生组织已经把苯定为强烈致癌物质，长期吸入会破坏人体的循环系统和造血机能，导致白血病。

此外，妇女对苯的吸入反应格外敏感，妊娠期妇女长期吸入苯会导致胎儿发育畸形和流产。

专家们称之为“芳香杀手”。

苯(C6H6)在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。

苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。

化学上，苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。

它难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。

苯是一种石油化工基本原料。

苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。

苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。

苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基，用Ph表示。

因此苯也可表示为PhH。

苯具有的苯环结构导致它有特殊的芳香性。

苯环是最简单的芳环，由六个碳原子构成一个六元环，每个碳原子接一个基团，苯的6个基团都是氢原子。

6个p轨道形成离域大Π键的电子云碳数为4n+2(n是自然数)，且具有单、双键交替排列结构的环烯烃称为轮烯，苯就是[6]-轮烯。

苯分子是平面分子，12个原子处于同一平面上，6个碳和6个氢是均等的，C-H键长为1.08Å，C-C 键长为1.40Å，此数值介于单双键长之间。

分子中所有键角均为120°，说明碳原子都采取sp2混成。

这样每个碳原子还剩余一个p轨道垂直于分子平面，每个轨道上有一个电子。

于是6个轨道重叠形成离域大Π键，现在认为这是苯环非常稳定的原因，也直接导致了苯环的芳香性。

物理性质苯能与水生成恒沸物，沸点为69.25℃，含苯91.2％。

因此，在有水生成的反应中常加苯蒸馏，以将水带出。

化学性质
苯参加的化学反应大致有3种：一种是其他基团和苯环上的氢原子之间发生的取代反应；一种是发生在C-C 双键上的加成反应；一种是苯环的断裂。

取代反应
主条目：亲电芳香取代反应
苯环上的氢原子在一定条件下可以被卤素、硝基、磺酸基、烃基等取代，生成相应的衍生物。

由于取代基的不同以及氢原子位置的不同、数量不同，可以生成不同数量和结构的同分异构体。

苯环的电子云密度较大，所以发生在苯环上的取代反应大都是亲电取代反应。

亲电取代反应是芳环有代表
性的反应。

苯的取代物在进行亲电取代时，第二个取代基的位置与原先取代基的种类有关。

卤代反应
苯的卤代反应的通式可以写成：
反应过程中，卤素分子在苯和催化剂的共同作用下异裂，X+进攻苯环，X-与催化剂结合。

以溴为例：反应需要加入铁粉，铁在溴作用下先生成三溴化铁。

在工业上，卤代苯中以氯和溴的取代物最为重要。

硝化反应
苯和硝酸在浓硫酸作催化剂的条件下可生成硝基苯：
硝化反应是一个强烈的放热反应，很容易生成一取代物，但是进一步反应速度较慢。

磺化反应
用浓硫酸或者发烟硫酸在较高温度下可以将苯磺化成苯磺酸。

苯环上引入一个磺酸基后反应能力下降，不易进一步磺化，需要更高的温度才能引入第二、第三个磺酸基。

这说明硝基、磺酸基都是钝化基团，即妨碍再次亲电取代进行的基团。

烷基化反应
在AlCl3催化下苯环上的氢原子可以被烷基(烯烃)取代生成烷基苯，这种反应称为烷基化反应，又称为傅-克烷基化反应。

例如与乙烯烷基化生成乙苯：
在反应过程中，R基可能会发生重排：如1-氯丙烷与苯反应生成异丙苯，这是由于自由基总是趋向稳定的构型。

加成反应
苯环虽然很稳定，但是在一定条件下也能够发生双键的加成反应。

通常经过催化加氢，镍作催化剂，苯可以生成环己烷。

此外由苯生成六氯环己烷（六六六）的反应可以在紫外线照射的条件下，由苯和氯气加成而得。

氧化反应
苯和其他的烃一样，都能燃烧。

当氧气充足时，产物为二氧化碳和水。

但是在一般条件下，苯不能被强氧化剂所氧化。

但是在氧化钼等催化剂存在下，与空气中的氧反应，苯可以选择性的氧化成顺丁烯二酸酐。

这是屈指可数的几种能破坏苯的六元碳环系的反应之一。

（马来酸酐是五元杂环。

）
这是一个强烈的放热反应。

其他反应
苯在高温下，用铁、铜、镍做催化剂，可以发生缩合反应生成联苯。

和甲醛及次氯酸在氯化锌存在下可生成氯甲基苯。

和乙基钠等烷基金属化物反应可生成苯基金属化物。

在四氢呋喃中氯苯或溴苯和镁反应可生成苯基格林尼亚试剂。