苯的发现和苯分子结构学说
苯
三、苯的化学性质
芳香性(易取代,能加成，难氧化) 结构 性质
苯的特殊结构
苯的特殊性质
溴代反应 硝化反应 磺化反应
饱和烃 取代反应
不饱和烃 加成反应
与 H2
1、取代反应
FeBr3
（1）溴代反：
导管口有白雾，锥形瓶中滴入AgNO3 溶液，出现浅黄色沉淀； 烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯中，烧 杯底部出现油状的褐色液体。(溴苯 中溶解有溴的缘故) 溴代反
F、纯净的溴苯是无色的液体，而烧瓶中液体倒入盛有水的烧杯 中，烧杯底部是油状的褐色液体，这是因为溴苯溶有溴的缘故。 除去溴苯中的溴可加入NaOH溶液，振荡，再用分液漏斗分离。
再问:长导管可以将苯蒸气,溴蒸气 完全冷凝,回流吗？它们对溴化氢的 检验有干扰吗？
• 不能！怎样处理呢？
溴蒸气和苯蒸气均溶于四氯化碳，溴化氢不溶
【学而后思】
(1)如何证明苯与溴单质发生的是取代反应而不是加
成反应?
提示:苯与溴单质发生取代反应时生成HBr,若发生加
成反应则无HBr生成。将反应产生的气体先通过四氯
化碳(除去溴蒸气,防止其与水反应生成HBr),再通入
硝酸银溶液,若产生淡黄色沉淀,说明发生的是取代反
应。
练一练 我真的学会了吗？ 1：将溴水与苯充分混合振荡，静置后观察到的 现 溶液分层；上层显橙色，下层近无色 象是_________________________________
苯
有人说我笨， 其实并不笨， 脱去竹笠换草帽， 化工生产逞英雄。
19世纪欧洲许多国家都 使用煤气照明，煤气通常是 压缩在桶里贮运的，人们发 现这种桶里总有一种油状液 体，但长时间无人问津。英 国科学家法拉第对这种液体 产生了浓厚兴趣，他花了整 整五年时间提取这种液体，
[知识]苯的发现和苯分子结构学说
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苯的发现和苯分子结构学说苯是在1825年由英国科学家法拉第(Michael Faraday,1791—1867)首先发现的。
19世纪初，英国和其他欧洲国家一样，城市的照明已普遍使用煤气。
从生产煤气的原料中制备出煤气之后，剩下一种油状的液体却长期无人问津。
法拉第是第一位对这种油状液体感兴趣的科学家。
他用蒸馏的方法将这种油状液体进行分离，得到另一种液体，实际上就是苯。
当时法拉第将这种液体称为“氢的重碳化合物”。
1834年，德国科学家米希尔里希(E·E·Mitscherlich,1794— 1863)通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物，得到了与法拉第所制液体相同的一种液体,并命名为苯。
待有机化学中的正确的分子概念和原子价概念建立之后，法国化学家日拉尔(C·F·Gerhardt,1815— 1856)等人又确定了苯的相对分子质量为78，分子式为C6H6。
苯分子中碳的相对含量如此之高，使化学家们感到惊讶。
如何确定它的结构式呢？化学家们为难了：苯的碳、氢比值如此之大，表明苯是高度不饱和的化合物。
但它又不具有典型的不饱和化合物应具有的易发生加成反应的性质。
德国化学家凯库勒是一位极富想象力的学者，他曾提出了碳四价和碳原子之间可以连接成链这一重要学说。
对苯的结构，他在分析了大量的实验事实之后认为：这是一个很稳定的“核”，6个碳原子之间的结合非常牢固，而且排列十分紧凑，它可以与其他碳原子相连形成芳香族化合物。
于是，凯库勒集中精力研究这6个碳原子的“核”。
在提出了多种开链式结构但又因其与实验结果不符而一一否定之后，1865年他终于悟出闭合链的形式是解决苯分子结构的关键，他先以(Ⅰ)式(如图1)表示苯结构。
1866年他又提出了(Ⅱ)式，后简化为(Ⅲ)式，也就是我们现在所说的凯库勒式。
图1 凯库勒提出的苯分子的几种结构式有人曾用6只小猴子形象地表示苯分子的结构，如图2。
德国化学家凯库勒6只小猴组成的苯分子示意图图2关于凯库勒悟出苯分子的环状结构的经过，一直是化学史上的一个趣闻。
苯
【实验】
取两支干净的试管，各加入少量苯，再分别加入适 量的酸性高锰酸钾溶液和溴水，震荡并观察实验现象。
1. 加入酸性高锰酸钾现象： 溶液分层，上层是苯层，呈无色，下层是高锰酸 钾溶液层，呈紫色。
2. 加入溴水现象： 溶液分层，上层是苯层，呈紫色，下层是水层， 接近无色。 结论：苯与酸性高锰酸钾、溴水都不反应，由此说明 苯中不存在碳碳双键。
Cl Cl Cl Cl
研究表明，苯的邻 二氯代物仅有一种。
2. 苯的化学性质
(1)氧化反应
不能被高锰酸钾氧化(溶液不褪色)，但可以点燃。
①与氧气反应
【现象】火焰明亮，有浓烟。
？
2C6H6 + 15O2
点燃
12CO2 + 6H2O
(2)取代反应
液溴
①苯和溴的取代反应：
+Br2
FeBr3
溴苯
Br + HBr
另一种稳定的有机化合物其结构简式 79 为 ，相对分子质量为
。
N
10. 已知分子式为C12H12的物质A结构简式为
CH3
则物质A环上的一溴代物有 ( B )
A、2种
B、3种
C、4种
D、6种
CH3
苯的分子式为： C6H6
二、苯的结构和化学性质 1.苯的结构
探究苯的结构的 艰辛历程与神秘
凯库勒提出的苯的第一种结构
凯库勒在1866年提出三点假设： (1)苯的六个碳原子形成闭合环状，即平面 六边形； (2)每个碳原子均连接一个氢原子； (3)各碳原子间存在单、双键交替形式。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
凯库勒式
【科学探究】请你设计实验方案验证凯库勒Ⅲ式可能 具有的性质。 实验方案： 1. 加入酸性高锰酸钾溶液 2. 加入溴水
苯的结构式的发现过程
苯的结构式的发现过程苯的结构式发现过程是一个经典的化学史上的故事，它涉及到了许多科学家的贡献和发现。
以下是详细的说明：1. 第一步是对苯这种化合物的研究。
早在18世纪末，化学家就开始对苯进行研究，并从煤焦油等天然产物中分离出苯。
2. 在19世纪初期，英国化学家迈克尔·法拉第观察到苯具有一种特殊的稳定性，他注意到苯和其他一些化合物不同，不会发生加成反应，而是进行取代反应。
这引起了他的兴趣，并促使他进一步研究苯的结构。
3. 1834年，德国化学家埃弗哈德·米茨将苯的分子式确定为C6H6，他通过分析苯的燃烧和氧化反应得出了这个结果。
但是，米茨并没有揭示出苯的具体结构。
4. 苯的真正结构被揭示是在1865年由德国化学家奥古斯特·基库勒提出的。
基库勒通过对苯进行了大量的实验和推理，最终提出了苯的六元环结构。
他认为苯由六个碳原子组成，每个碳原子与相邻的两个碳原子相连，并在其余的一个价电子上与氢原子相连。
这种结构被称为“基库勒式”。
5. 基库勒的结构提议得到了一些科学家的支持，但也受到了一些质疑。
然而，在接下来的几十年里，通过更多的实验证据和进一步的研究，苯的基库勒式逐渐得到了确认。
6. 20世纪初，英国化学家诺贝尔奖得主罗伯特·罗宾逊使用X射线晶体学技术进行了苯的结构分析，他的实验结果支持了基库勒的结构式。
此后，苯的结构问题基本上得到了解决。
总结起来，苯的结构式的发现过程是一个经历了多个科学家的努力和实验验证的过程。
从法拉第的观察到基库勒的提出再到罗宾逊的实验证据，最终确定了苯的六元环结构。
这个发现不仅对有机化学的发展产生了重要影响，也为后续的化学研究奠定了基础。
苯
结构（简）式：
苯的一取代物只有一种：
或
1ml苯
0.5mlKMnO4(H+)溶液 振荡
（ 紫红色不褪 ）
（ 上层橙黄色 ） 1ml苯 0.5ml溴水 振荡 萃取
（ 下层几乎无色 ）
结论：苯与酸性高锰酸钾、溴水都不反应，由此 说明苯中不存在与乙烯相同的双键
1、下列关于苯分子结构的说法中，错误的是（B ） A、各原子均位于同一平面上，6个碳原子彼此连接成 为一个平面正六边形的结构。
点燃
12CO2 + 6H2O
注意:苯易燃烧,但不能被酸性KMnO4溶液氧化
2、 取代反应
①溴代反应
a、反应原理： b、反应装置： c、反应现象：
导管口有白雾，锥形瓶中滴入 AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀；烧瓶 中液体倒入盛有水的烧杯中，烧杯 底部出现油状的褐色液体。
无色液体，密度大于水
实验思考题：
之后，法国化学家日 拉尔等确定其分子量为78， Michael Faraday C6H6 苯分子式为 。 (1791-1867)
二、苯的结构
：
化学式：Ｃ6Ｈ6 苯的分子结构：凯库勒式 苯的结构式：
H H H C C C H C H
C C
苯的结构简式：
H
凯库勒发现苯结构的故事
凯库勒是一位极富想象力的化学家，长期被苯 分子的结构所困惑。一天夜晚，他在书房中打起瞌 睡，眼前又出现了旋转的碳原子。碳原子的长链像 蛇一样盘绕卷曲，忽见一条蛇咬住了自己的尾巴， 并旋转不停。他像触电般地猛然醒来，终于提出了 苯分子的结构。 对此，凯库勒说："让我们学会做梦吧！那么， 我们就可以发现真理。"但凯库勒的梦中发现并不 是偶然的，这是跟他渊博的知识、丰富的想象、对 问题的执着追求分不开的。同学们现在只有掌握扎 实的科学文化知识，今后才能有所发明创造。
苯的结构和性质
CH2CH3 |
CH3 |
| CH3
甲苯(C7H8) 乙苯( C8H10) 对二甲苯(C8H10) 六甲基苯(C12H18)
苯环与侧链的相互影响将使苯的同系物 具有特性！
甲苯、二甲苯的化学性质实验
实验 实验现象 结论
（1）甲苯中滴加几 溶液褪色 甲苯易被氧化 滴高锰酸钾溶液 （2）二甲苯中滴加 溶液褪色 二甲苯易被氧化 几滴高锰酸钾溶液 （3）甲苯中滴加几 液体分层，上层 滴溴水 呈橙红色，下层 甲苯与溴不反应 几乎无色。
验 证
2、如何通过实验验证 这些结构是否合理？
……
P.66
实验现象 实验1 苯浮在水面上 高锰酸钾溶液不褪色 液体分两层，上层呈橙 红色，下层几乎无色 实验3 燃烧产生明亮火焰 并伴有浓黑烟 结论 苯不溶于水且比水轻 苯分子中不含C＝C、 C ≡C
实验2
苯可燃烧，含碳量高
蛇形苯环图
凯库勒式提出：
1.苯是无色有特殊气味的液体 是一种重要溶剂. 2.苯的熔沸点低： 易挥发
3.密度比水小，不溶于水
二、苯的化学性质
1、苯的燃烧： 实验现象：火焰明亮且伴有黑烟。 ——与乙炔燃烧现象相同 2C6H6＋15O2
点燃
12CO2＋6H2O
不能与高锰酸钾溶液反应 ——与烷烃相似
动画模拟：苯与溴的反应
2、苯的取代反应：
Br Br Br Br
(2)苯的邻位二溴取代物的结构简式?
Br Br Br Br Br Br
小结： 能证明苯不是单双键交替结构的事实：
1、苯不能使酸性KMnO4溶液褪色、 苯也不能使溴水因反应而褪色 2、苯的邻位二元取代只有一种
Br Br
而一种凯库勒式有两种：
Br Br Br Br
苯的结构和性质
(g)
+
H2 (g)
(g)
△H=+28.7kJ· mol -1
苯能量低
苯环是一种稳定的特殊结构。
4、从键长的角度分析
碳碳单键键长：1.54×10-10m 碳碳双键键长：1.34×10-10m 苯分子中碳碳键长都相等，为1.40×10-10m
苯分子中的碳碳键是介于碳碳单键和碳 碳双键之间的特殊的键。
苯分子中是否存在碳碳单键、 碳碳双键交替结构呢？
一、苯的结构探究
1、用实验事实说明
往酸性KMnO4溶液中加入苯： 往溴水中加入苯： 上层橙色，下层无色 上层无色，下层紫红色
苯不能像烯烃那样使酸性KMnO4溶液褪色，也不能通过化学反应使溴水褪色。
2、用苯的邻位二取代物验证
如邻二甲苯
CH3
CH3 CH3
三、苯的化学性质
苯与液溴的反应探究
zxxkw
+Br2
FeBr3
—Br +HBr
溴苯：无色油状液体，密度大于水
如何除去溴苯中混有的溴？
除去溶解在溴苯 中的液溴，以提 纯溴苯
冷凝回流、 导气 防止倒吸
吸收检验 HBr
吸收HBr， 防止污染 环境
现象： 1 向三颈烧瓶中加入苯和液溴后，反应迅 速进行，溶液几乎“沸腾”，一段时间后反 应停止 2 反应结束后，三颈烧瓶底部出现红褐色 油状液体（溴苯） 3 锥形瓶内有白雾，向锥形瓶中加入 AgNO3溶液，出现浅黄色沉淀 4 向三颈烧瓶中加入NaOH溶液，产生红 褐色沉淀（Fe(OH)3）
新课标苏教版选修五 有机化学基础 第二单元 芳香烃
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苯的结构与性质
芳香烃：
含有苯环的碳氢化合物
苯是结构最简单的芳香烃
苯的发现与分子结构讲稿
苯【师】同学们，我们现在开始上课，在进入本节课内容学习之前，我们先来放松下，猜个字谜，“有人说我笨，其实并不笨，脱去竹笠换草帽，化工生产逞英豪。
”—打一字【生】：苯【师】：同学们确实很厉害，谜底就是重要的有机化工原料，苯，这节课我们就一起来学习苯。
【师】苯是一种重要的有机化工原料和有机溶剂，我们国内年需求量就达到了200万吨以上，且有年均百分之五的增长率，但其实，这种现在应用广泛的有机物，它的发现历程却堪称一段传奇，今天就让我们一起穿越时空，踏上苯的发现之旅【推进新课】【师】（时空之旅第一站）19世纪初，一些欧洲国家照明已普遍使用煤气灯。
生产煤气剩余一种油状、臭味、粘稠的液体却长期无人问津。
法拉第首先注意到这种油状液体，并花了整整五年时间提取这种液体，从中得到苯，但是他把这种物质命名为“氢的重碳化合物。
那么，苯的命名又是谁提出的呢？【师】（时空之旅第二站）时间来到了1834年，德国科学家米希尔里希通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物，得到了与法拉第所制的相同的液体，并把它命名为苯。
【师】（时空之旅第三站）时间又来到了19世纪中期，法国科学家热拉尔确定了苯的相对分子质量为78，最简式为CH，接下来请同学们能根据苯的最简式CH和他的相对分子质量为78尝试写出苯的分子式。
【师】老师发现很多同学都已经写出来了，哪位同学愿意和大家分享一下你的答案呢？A同学【师】A同学的答案是C6H6，大家的答案和他的一样吗？大家的答案都是正确的，经过热拉尔等人的测定，苯的分子式为C6H6，那我们来分析一下，上节课我们学过饱和烃与不饱和烃的概念，同学们说说看，饱和的六个碳的烷烃应该有多少个氢呢？（14个），而在苯当中只有六个氢，所以我们可以看出苯是一种不饱和烃，不饱和烃我们学过乙烯，乙烯中有一个碳碳双键，相对于饱和烃——乙烷来说它就少两个氢原子，现在同学们根据乙烯中碳原子数和氢原子数的关系及在有机化学中碳的成键特点，试着写一写符合苯的分子式C6H6 的链状结构式。
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科目化学
年级
文件 hxs0005.doc
标题苯的发现和苯分子结构学说
关键词苯/凯库勒/化学史
内容
苯是在1825年由英国科学家法拉第(Michael Faraday,1791- 1867)首先发现的。
19世纪初，英国和其他欧洲国家一样，城市的照明已普遍使用煤气。
从生产煤气的原料中制备出煤气之后，剩下一种油状的液体却长期无人问津。
法拉第是第一位对这种油状液体感兴趣的科学家。
他用蒸馏的方法将这种油状液体进行分离，得到另一种液体，实际上就是苯。
当时法拉第将这种液体称为"氢的重碳化合物"。
1834年，德国科学家米希尔里希(E.E.Mitscherlich,1794-863)通过蒸馏苯甲酸和石灰的混合物，得到了与法拉第所制液体相同的一种液体,并命名为苯。
待有机化学中的正确的分子概念和原子价概念建立之后，法国化学家日拉尔(C.F.Gerhardt,1815-856)等人又确定了苯的相对分子质量为78，分子式为C6H6。
苯分子中碳的相对含量如此之高，使化学家们感到惊讶。
如何确定它的结构式呢？化学家们为难了：苯的碳、氢比值如此之大，表明是高度不饱和的化合物。
但它又不具有典型的不饱和化合物应具有的易发生加成反应的性质。
德国化学家是一位极富想象力的学者，他曾提出了碳四价和碳原子之间可以连接成链这一重要学说。
对苯的结构，他在分析了大量的实验事实之后认为：这是一个很稳定的"核"，6个碳原子之间的结合非常牢固，而且排列十分紧凑，它可以与其他碳原子相连形成芳香族化合物。
于是，凯库勒集中精力研究这6个碳原子的"核"。
在提出了多种开链式结构但又因其与实验结果不符而一一否定之后，1865年他终于悟出闭合链的形式是解决苯分子结构的关键，他先以(Ⅰ)表示苯结构。
1866年他又提出了(Ⅱ)式，后简化为(Ⅲ)式，也就是我们现在所说的凯库勒式。
有人曾用6只小猴子形象地表示苯分子的结构.关于凯库勒悟出苯分子的环状结构的经过，一直是化学史上的一个趣闻。
据他自己说这来自于一个梦。
那是他在比利时的根特大学任教时，一天夜晚，他在书房中打起了瞌睡，眼前又出现了旋转的碳原子。
碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲，忽见一蛇抓住了自己的尾巴，并旋转不停。
他像触电般地猛醒过来，整理苯环结构的假说,又忙了一夜。
对此，凯库勒说："我们应该会做梦！……那么我们就可以发现真理，……但不要在清醒的理智检验之前,就宣布我们的梦。
" 应该指出的是,凯库勒能够从梦中得到启发,成功地提出重要的结构学说,并不是偶然的。
这是由于他善于独立思考,平时总是冥思苦想有关的原子、分子、结构等问题,才会梦其所思；更重要的是,他懂得化合价的真正意义,善于捕捉直觉形象；加之以事实为依据,以严肃的科学态度进行多方面的分析和探讨,这一切都为他取得成功奠定了基础。