根据分子轨道(MO)模型,苯具有由六个sp2杂化碳组成的正六边形平面结构。 如图 1 所示,每个碳与其他三个原子键合,C-C-C 和 H-C-C 键角为 120°。 C-H键长为109 pm,C-C键长为139 pm,介于sp3杂化碳的单键长度(154 pm)和sp2杂化碳的单键长度(133 pm)之间。
碳原子还具有一个带有一个电子的未杂化2p原子轨道,垂直于环平面,与相邻碳的p轨道重叠,在环平面上方和下方形成连续的π电子环。 根据分子轨道(MO)理论,这六个2p轨道组合起来形成六个π环状分子轨道 ψ1、ψ2、ψ3、ψ4、ψ5和ψ6,如下图所示。 其中,ψ1、ψ2和ψ3是成键分子轨道,而ψ4、ψ5,和ψ6是反键分子轨道。 一般来说,分子轨道的能量和节点数量从 ψ1 增加到 ψ6,而键合相互作用则减少。 然而,这些环状体系的分子轨道与1,3-丁二烯等直链体系的不同之处在于它们具有两个简并分子轨道。
最低能量成键分子轨道,ψ1,没有所有轨道同相的节点。 下一个最低的分子轨道有一个节点,可以用两种方式表示,其中节点平面穿过键或原子。 这两个成键分子轨道是简并的,表示为 ψ2 和 ψ3。 类似地,两个节面可以穿过键或原子,提供两个简并反键分子轨道 ψ4 和 ψ5。 最后的分子轨道 ψ6, 具有最高的能量,三个节点平面代表所有 p 轨道的异相组合。
六个 π 电子在环平面上方和下方形成离域 π 电子密度的封闭壳,占据三个成键分子轨道,ψ1、ψ2 和 ψ3,其能量低于孤立的 p 轨道的能量,从而导致苯异常稳定。
来自章节 17:
Now Playing
Aromatic Compounds
8.9K Views
Aromatic Compounds
10.4K Views
Aromatic Compounds
8.0K Views
Aromatic Compounds
7.6K Views
Aromatic Compounds
8.6K Views
Aromatic Compounds
10.3K Views
Aromatic Compounds
4.3K Views
Aromatic Compounds
2.7K Views
Aromatic Compounds
2.7K Views
Aromatic Compounds
2.8K Views
Aromatic Compounds
3.8K Views
Aromatic Compounds
4.5K Views
版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。