休克尔规则. ppt
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第四章 休克尔(Hückel) 分子轨道理论PPT课件
0
c1 ( E)c2 c3
0
c2 ( E)c3 c4 0
c3 ( E)c4 0
28.07.2020
15
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量子化学 第四章
系数有非零解，则下列 久期行列式等于零：
E 0 0 E 0
0
0 E 0 0 E
28.07.2020
设：x E
x100 1 x10
0 01 x1 001 x
量子化学 第四章
4.1 变分法
设体系哈密顿算符 的本征值按大小次序排列为： E0≤E1≤E2≤…Ei≤…
等号表示有简并态情形。 设属于每个本征值的本征函数分别为： 0 , 1 , 2 , …,i ,…
则存在 的系列本征方程：
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量子化学 第四章
根据厄米算符本征函数的性质，i, i0,1,2
28.07.2020
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量子化学 第四章
4.1 变分法 4.2 休克尔分子轨道法 4.3 分子对称性在HMO方法中的应用 4.4 电荷密度 4.5 键级、成键度和自由价 4.6 共轭分子的稳定性和反应性 4.7 前线轨道理论及其在化学反应中的应用
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量子化学 第四章
若取 x(lx) 作为波函数，
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量子化学 第四章
err1.3%
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量子化学 第四章
1. 变分原理
体系 :
试探波函数
？
Ψ为一合格的波函数
0 真实波函数
变分原理
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变分过程
量子化学 第四章
休克尔规则ppt课件
练习1： 指出下列化合物那些具有芳香性
⑴ =6
⑵ =8
⑶
=5
·
⑷
=4 +
⑸
⑹
sp=312
=8
⑺ =- 6 ⑻ =10
⑼ =6 ⑽
H=H18H
HHH
⑾
=6
CH2=CH-CH=CH-CH=CH2
①环状闭合共轭体系 ⑾ ⑼
②=4n+2 ⑵ 、⑶、 ⑷、⑸、⑹
3
作业
1、判断系列化合物哪些没有芳香性？
CH3
非苯芳烃
只有苯具有芳香性吗？ 苯有共轭同系物吗？
芳性(稳定性)——易取代，不易加成、氧化。
——比丁二烯反更 反芳性物质
活泼，很不稳定。
(共振能为负值)
——与辛四烯反应相 当。并非平面分子。
非芳性物质
1、休克尔规则 ——环状闭合共轭体系，如果：π电子数= 4n+2 (n=0,1,2,3,4,5)，具有芳香性。
CH3
①
②
③
④
-
⑤
⑥
⑦
·
4
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5
如果：π电子数= 4n，具有反芳性。 如果：π电子数≠ 4n≠ 4n+2 ，具有非芳性。 1
2、非苯芳烃的判断
=2 =6 =6 两环合计 =10
（1）单环 +
-
（2）稠环 +
（3）富烯
+ =2
两环分计
薁
- =6
=10
× （4）轮烯： H H
=14
HH HH
＞26，休克规则无效
=18
HHH HHH
2
有机化学第7章,ppt课件
7.4.1 反应类型及反应机理
1. 亲电取代反应概述
+
+ E
HEsp3杂E化sp2杂化
+
E
+
+ -H
+H+
亲电试剂 π络合物 σ络合物 取代苯
+H E H E+
讨论：1.当过渡态 + 比 + 稳定时，中间体 σ
络合物较难形成，一旦形成后很快转化成产物。
+H E
H E+
2.当过渡态 + 比 + 能量相近时，
ψ3
无节面
ψ1 苯的π 电子分子轨道重叠情况
7.3 单环芳香烃的物理性质
物理性质 苯和其同系物的芳烃一般都溶剂，如 乙醚、CCl4 、石油醚等非极性溶剂。具有一定 的毒性，吸入过量苯蒸气，急性中毒引起神经性 头昏，并可发生再生障碍性贫血，急性白血病； 慢性中毒造成肝损伤。
4. 6电子体系有中性分子、碳正离子和碳负离子。 —
苯
环 戊 二 烯 负 离 子
3. 10 π电子体系（ n=2）
环辛四烯双负离子
126°46 ' 0.1334nm2K, THF
K
=
= 2K+
0.1462nm
K
成环C不在同一平面 无
π 电子=8
芳
不能形成环状共轭体系 性
成环C在同一平面 有芳 π 电子=10 n=2 性
三苯甲烷
萘
7.1.2 按4n+2规则的n分类
1. 2 π电子体系（ n=0）
2.
具两个电子的环状结构是稳定的，有芳香
Ph性。
Ph
Ph Ph
+
休克尔规则
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。
休克治疗原则 ppt课件
早期在扩容同时可酌情应用血管收缩药，如去甲肾上 腺素，间羟胺等药物提升血压
• 当血容量补足时，也可用血管扩张药，如异丙肾、苄 胺唑啉等。
• 有心衰是可应用一些强心药
• 器官灌注充分标志：血流功力血稳定，尿量满意，血 乳酸浓度下降，血气检查无明显酸中毒，混合静脉氧 饱和度大于75%
休克治疗原则
休克治疗原则
• 一般措施 • 扩容 • 处理原发疾病 • 纠正酸碱平衡失调 • 应用血管活性药物 • 保证组织氧合
休克治疗原则
• 保证气道通畅和正常通气 • 及时补液，建立通畅的外周通路 • 及时吸氧，改善组织氧合 • 抬高下肢，提供舒适体位 • 注意保暖，避免体温下降
休克治疗原则
•开放两条静脉通道，一条保证快速输液，另一条保证各 种药物按时输入 •常用扩容液体：晶体液（增加回心血量，降低血液黏稠 度，改善微循环）
休克治疗原则
• ①严重酸中毒不宜将pH纠正到正常，一般先将pH纠正 至7.20即可。 ②过快纠正酸中毒可使PCO2上升，因CO2很易通过 血脑屏障，使脑脊液中pH下降，故可加剧中枢神经系 统症状，并可使血红蛋白解离曲线左移，组织缺氧进 一步加重。 ③代谢性酸中毒容易引起细胞内失钾，故即使血钾正 常仍应注意补钾。
休克治疗原则
• （2）5%葡萄糖液：①应用目的在于预防低血糖，降 低蛋白质分解代谢；②5%葡萄糖液是不含电解质的等 渗液，可有效补充体内水份；③输注时不会使红细胞 溶解；④成人糖的基础消耗量约240- 300mg/kg/h，输 注240ml/h即可以补充；⑤麻醉手术期间应激反应，儿 茶酚胺、皮质醇、生长激素增加，导致胰岛素分泌相 对不足，糖利用下降，结果血糖升高；⑥高血糖可使 脑缺血、缺氧加重、白细胞功能抑制；⑦失血性休克 液体治疗，对葡萄液应限制使用；
• 当血容量补足时，也可用血管扩张药，如异丙肾、苄 胺唑啉等。
• 有心衰是可应用一些强心药
• 器官灌注充分标志：血流功力血稳定，尿量满意，血 乳酸浓度下降，血气检查无明显酸中毒，混合静脉氧 饱和度大于75%
休克治疗原则
休克治疗原则
• 一般措施 • 扩容 • 处理原发疾病 • 纠正酸碱平衡失调 • 应用血管活性药物 • 保证组织氧合
休克治疗原则
• 保证气道通畅和正常通气 • 及时补液，建立通畅的外周通路 • 及时吸氧，改善组织氧合 • 抬高下肢，提供舒适体位 • 注意保暖，避免体温下降
休克治疗原则
•开放两条静脉通道，一条保证快速输液，另一条保证各 种药物按时输入 •常用扩容液体：晶体液（增加回心血量，降低血液黏稠 度，改善微循环）
休克治疗原则
• ①严重酸中毒不宜将pH纠正到正常，一般先将pH纠正 至7.20即可。 ②过快纠正酸中毒可使PCO2上升，因CO2很易通过 血脑屏障，使脑脊液中pH下降，故可加剧中枢神经系 统症状，并可使血红蛋白解离曲线左移，组织缺氧进 一步加重。 ③代谢性酸中毒容易引起细胞内失钾，故即使血钾正 常仍应注意补钾。
休克治疗原则
• （2）5%葡萄糖液：①应用目的在于预防低血糖，降 低蛋白质分解代谢；②5%葡萄糖液是不含电解质的等 渗液，可有效补充体内水份；③输注时不会使红细胞 溶解；④成人糖的基础消耗量约240- 300mg/kg/h，输 注240ml/h即可以补充；⑤麻醉手术期间应激反应，儿 茶酚胺、皮质醇、生长激素增加，导致胰岛素分泌相 对不足，糖利用下降，结果血糖升高；⑥高血糖可使 脑缺血、缺氧加重、白细胞功能抑制；⑦失血性休克 液体治疗，对葡萄液应限制使用；
近代有机化学把结构上符合休克尔规则(具有环状共轭体系.97页PPT
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
近代有机化学把结构上符合休克尔规 则(具有环状共轭体系.
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
近代有机化学把结构上符合休克尔规 则(具有环状共轭体系.
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
第三节非苯芳烃
Π18
18
§4-3 非苯芳烃
一、休克尔规则 凯库勒发表了苯环的结构以后，就有人企图合成比 苯少一个或多一个双键的共轭环状化合物，看它们是否 与苯有相似的性质。如：
环丁二烯
环辛四烯
一、休克尔规则
环丁二烯的纯品一直不能制得，因为一旦形成便立 即分解或聚合了。没有芳香性。
环辛四烯己于1911年制得，它的性质与苯毫无共同 之处，而是与相应的链状烯烃（1,3,5,7-辛四烯）差不 多，也没有芳香性。
二、非苯芳烃
现已经合成了一些稳定的含取代基环丙烯正离子的 化合物。如： Cl Cl C6H5 C6H5
2.环戊二烯负离子
C6H5
（
Cl
+ (CH3)3COK
H H
）
－
Π5
6
H
二、非苯芳烃
3.环庚三烯正离子
H H⊕Βιβλιοθήκη + (C6H5)3C
+
4.轮烯 通常将十个碳原子以上的单环多烯烃CnHn(n≧10) 叫做轮烯。如： 〔18〕-轮烯
一、休克尔规则
休克尔规则:(4n+2)π电子规则 单环共轭多烯 环上所有的原子共处同一平面或 接近于平面 离域的 电子数为4n + 2 则该化合物具有芳香性
二、非苯芳烃
1.环丙烯正离子
H
–HH H
H
（
＋
）
H
H
经测定环丙烯正离子的碳碳键长均为0.140nm，这说 明两个π 电子完全离域，平均分布在三个碳原子上。
副本(1)7 第七章 有机化合物的芳香性
即：含有 4n + 2 ( n = 0, 1, 2…..)个电子的单环的、平面的、 封闭共轭多烯具有芳香性。
2021/7/9
4
7.1.2.1 弗洛斯特圆圈法
为了求得一个具有K个原子的单环体系的分子轨道能级， Frost和Musulin作图表示Huckel 方程：在一个半径为2β的 圆圈里，画一个具有К个顶角的正多角形，使一个顶角位于 圆圈的最低点，则以水平中线至每一个顶角的距离代表一个以 β为单位的能级。例如k=5,6,7时，表示如下：
(CH)10
H H
十碳五烯， 10-轮烯 或 [10]轮烯
2021/7/9
18
3.判别轮烯芳香性的原则
（1）轮烯是非扩张环，有环内氢与环外氢。环内氢在高场， 环外氢在低场时有芳香性。
（2）环碳必须处在同一平面内。
（3）符合4n+2规则。
HH
HH HH
10-轮烯因环内氢 的相互作用，使 C不能同处在同 一平面内，无芳 香性。
3. 反同芳香性
反同芳香性是指：共平面，π电子数与p电子总数为4n，
共平面的原子均为sp2或sp杂化的轮烯，带有不与轮烯共平面 的取代基或桥。
通常情况下，具有芳香结构或同芳香结构的物质4n+2体 系，不易得到或失去电子成为反芳香结构或反同芳香结构的 4n体系，因为芳香结构和同芳香结构比反芳香结构和反同芳 香结构的稳定性好。
——判别单环化合物是否有芳香性的规则
休克尔提出，单环多烯烃要有芳香性，必须满足三个条件。 ➢(1) 成环原子共平面或接近于平面，平面扭转不大于0.1nm; ➢(2) 环状闭合共轭体系; ➢(3) 环上π电子数为4n+2 (n= 0、1、2、3……)； 符合上述三个条件的环状化合物，就有芳香性，这就是休克尔 规则。
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7.1.2.1 弗洛斯特圆圈法
为了求得一个具有K个原子的单环体系的分子轨道能级， Frost和Musulin作图表示Huckel 方程：在一个半径为2β的 圆圈里，画一个具有К个顶角的正多角形，使一个顶角位于 圆圈的最低点，则以水平中线至每一个顶角的距离代表一个以 β为单位的能级。例如k=5,6,7时，表示如下：
(CH)10
H H
十碳五烯， 10-轮烯 或 [10]轮烯
2021/7/9
18
3.判别轮烯芳香性的原则
（1）轮烯是非扩张环，有环内氢与环外氢。环内氢在高场， 环外氢在低场时有芳香性。
（2）环碳必须处在同一平面内。
（3）符合4n+2规则。
HH
HH HH
10-轮烯因环内氢 的相互作用，使 C不能同处在同 一平面内，无芳 香性。
3. 反同芳香性
反同芳香性是指：共平面，π电子数与p电子总数为4n，
共平面的原子均为sp2或sp杂化的轮烯，带有不与轮烯共平面 的取代基或桥。
通常情况下，具有芳香结构或同芳香结构的物质4n+2体 系，不易得到或失去电子成为反芳香结构或反同芳香结构的 4n体系，因为芳香结构和同芳香结构比反芳香结构和反同芳 香结构的稳定性好。
——判别单环化合物是否有芳香性的规则
休克尔提出，单环多烯烃要有芳香性，必须满足三个条件。 ➢(1) 成环原子共平面或接近于平面，平面扭转不大于0.1nm; ➢(2) 环状闭合共轭体系; ➢(3) 环上π电子数为4n+2 (n= 0、1、2、3……)； 符合上述三个条件的环状化合物，就有芳香性，这就是休克尔 规则。
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非苯芳烃
只有苯具有芳香性吗？ 苯有共轭同系物吗？
芳性(稳定性)——易取代，不易加成、氧化。
——比丁二烯反应更 反芳性物质
活泼，很不稳定。
(共振能为负值)
——与辛四烯反应相 当。并非平面分子。
非芳性物质
1、休克尔规则 ——环状闭合共轭体系，如果：π电子数= 4n+2 (n=0,1,2,3,4,5)，具有芳香性。
CH3
CH3
①
②
③
④
-
⑤
⑥
⑦
·
-
4
2
练习1： 指出下列化合物那些具有芳香性
⑴ =6
⑵ =8
⑶
=5
·
⑷
=4 +
⑸
⑹
sp=312
=8
⑺ =- 6 ⑻ =10
⑼ =6 ⑽
H=H18H
HHH
⑾
=6
CH2=CH-CH=CH-CH=CH2
①环状闭合共轭体系 ⑾ ⑼
②=4n+2 ⑵ 、⑶、 ⑷、- ⑸、⑹
3
作业
1、判断系列化合物哪些没有芳香性？
如果：π电子数= 4n，具有反芳性。 如果：π电子数≠ 4n≠ 4n+- 2 ，具有非芳性。 1
2、非苯芳烃的判断
=2 =6 =6 两环合计 =10
（1）单环 +
-
（2）稠环 +
（3）富烯
+ =2
两环分计
薁
- =6
=10
× （4）轮烯： H H
=14
HH HH
＞26，休克规则无效 -
=18
HHH HHH
只有苯具有芳香性吗？ 苯有共轭同系物吗？
芳性(稳定性)——易取代，不易加成、氧化。
——比丁二烯反应更 反芳性物质
活泼，很不稳定。
(共振能为负值)
——与辛四烯反应相 当。并非平面分子。
非芳性物质
1、休克尔规则 ——环状闭合共轭体系，如果：π电子数= 4n+2 (n=0,1,2,3,4,5)，具有芳香性。
CH3
CH3
①
②
③
④
-
⑤
⑥
⑦
·
-
4
2
练习1： 指出下列化合物那些具有芳香性
⑴ =6
⑵ =8
⑶
=5
·
⑷
=4 +
⑸
⑹
sp=312
=8
⑺ =- 6 ⑻ =10
⑼ =6 ⑽
H=H18H
HHH
⑾
=6
CH2=CH-CH=CH-CH=CH2
①环状闭合共轭体系 ⑾ ⑼
②=4n+2 ⑵ 、⑶、 ⑷、- ⑸、⑹
3
作业
1、判断系列化合物哪些没有芳香性？
如果：π电子数= 4n，具有反芳性。 如果：π电子数≠ 4n≠ 4n+- 2 ，具有非芳性。 1
2、非苯芳烃的判断
=2 =6 =6 两环合计 =10
（1）单环 +
-
（2）稠环 +
（3）富烯
+ =2
两环分计
薁
- =6
=10
× （4）轮烯： H H
=14
HH HH
＞26，休克规则无效 -
=18
HHH HHH