环烃的另一大类是芳香烃, 苯是最简单的芳香烃芳芳香烃是芳香族化合物的母体.我们现在先研究苯。

    苯的物理性质  苯是一种无色液体,带有象汽油那样的特殊气味.比水轻,比重是0.87克/毫升.沸点是80.4°C,熔点是5.4C.用冰来冷却,就能凝固成无色晶体.苯不溶于水,但能溶于乙醚。

    苯的分子结构  根据分析结果,求得苯的分子式是C。H从这个分子式来看,分子里碳原子的化合价,远远没有达到饱和,与烷属烃的通式CnH2n+2来比较,相差8个氢原子但是通过实验,证明苯既不会被高锰酸钾溶液所氧化,又不会跟溴水起加成反应,它的性质好象和饱和链烃相似.这种表面看来好象矛盾的现象,是由于苯分子具有特殊结构的缘故.

    上面讲过乙炔的聚合反应(§1·8):在氯化铜催化下,二个乙炔分子可以聚合成一个乙烯基乙炔分子(CH2=(CH-C=CH);在活性炭催化下,三个乙炔分子可以聚合成一个苯分子.要是苯分子的结构,也象链状的乙烯基乙快那样的话,根据乙炔的叁键裂开后再行结合的可能,苯的结构应该是:

CH2=CH-C=C-CH=CH2

CH=C-CH2-CH2-C=CH

在这两种设想的链状结构里,都含有双键或叁键,它们的性质就应该象烯烃或炔烃那样,能跟高锰酸钾溶液或溴水反应.但

是实验结果不是如此.因此可以证明,由三个乙炔分子聚合的苯,不可能是链状结构。

    那末乙炔是怎样聚合成苯的呢?从乙炔的结构来推论,三个乙炔分子,它们都具有一个叁键,在相同的条件下,应当发生相同的变化,每一个乙炔分子的叁键都裂开了一个价键而保留一个双键.碳原子在一个键裂开之后和另一个分子的碳原子相结合,因此,6个碳原子间就成为三个单键和三个双键的环.乙炔的聚合过程可以表示如下：

苯的分子结构在下面讲到苯的化学性质时,还可以进一步得到证明,苯的结构可以用下列几种式子表示：

    这种特殊的结构,叫做苯环.‍凡是在分子里含有一个或几苯环的有机物,叫做芳香族化合物‍。

   “芳香”两字是沿用的旧名,远在有机化学发达以前,人们就已从芳香的树脂中提炼出多种具有芳香气味的物质,把它们统称为芳香族化合物.后来研究这些物质的分子结构,发现它们都是属于一种叫做的有机化合物的行生物,于是芳香族化合物这个名称就被沿用下来,专指苯和苯的衍生物,实际有许多苯的衍生物,不仅没有香,甚至还有难闻的臭味.,所以,这个名称,应当从结构的角度上去领会它的意义而不要“以辞害意”。

   ‍ 苯的化学性性质‍

    1.氧化反应 苯能在空气里燃烧,生成二氧化碳和水这是烃类的一般通性.燃烧时火焰明亮并发生浓烟,和乙炔的燃烧相似,这也是由于含碳量较多的缘故、苯不会被高锰酸钾所氧化,即使加热,也不起反应.这说明苯环结构具有相当高的稳定性,虽然有三个双键存在,却并不不象不饱和链烃那样活动。

   2.取代反应 苯分子里的氢原子在一定条件下,能被卤素原子或其他原子团所取代,成为苯的衍生物.例例如,苯和溴可以发生取代反应而生成溴苯。

   取大试管一支,配单孔塞,在孔内内插一支导管,导管另一端插入有蒸馏水的小试管中,并使导管

口接近水面但不要浸入水中,装置如图1·11。

    在大试管里盛入苯1毫升和液溴1毫升,并无反应发生,拔下塞子加入小铁钉数只,再塞上塞子,则作用渐趋猛烈,管内溶液发生沸腾状态.临近水面的导管管口出现白雾,这是生成的溴化氢遇着水气的现象.待反应完毕,把大试管里的液体倒入盛有冷水的烧杯里,经过几次洗涤,可以得到无色、比水重的溴苯沉在杯底再向小试管的水中加入硝酸银溶液数滴,有浅黄色沉淀生成,这是溴化银,证明反应的副产物是溴化氢。

    苯跟溴的反应过程的化学方程式如下：

    必须注意,进行上面这个反应,我们要用液态溴,不可用溴水,因为苯跟溴水是不起反应的.我们知道烯烃和炔烃能和跟溴水起加成反应,而使溴水褪色.由此可见,苯的性质比烯烃、炔烃要稳定。

    在其他催化剂的作用下,苯也能跟其他卤素起取代反应,生成各种苯的卤代物及卤化氢.从苯能跟卤素起取代反应,而又不会眼溴水或高锰酸钾起反应等方面来看,苯的性质有些象饱和链烃。

    3.加成反应上面讲过苯不会使溴水褪色,不象不饱和链烃那样易于加成,但是把苯的蒸气和氢气混和,通过热的装有镍粉作为催化剂的管子时就能进行加成反应,生成环己烷。

     从这个反应来看,可以进一步证明苯的分子结构是环状因为如果是链状的话,应该每个苯分子中要跟8个氢原子加成,才能达到饱和.生成物应该是链烃一一己烷(C6H14).现在实验的结果,一个苯分子只是和6个氢原子进行加成,而生成的是环己烷(C。H12).因此足证苯分子的结构不是链状而是环状,并且具有三个双键。

     从苯跟氢气的加成反应这一点来看,它的性质又和不饱和链烃很相似,不过从反应条件来比较,显得比不饱和烃难于进行。

     总之,苯是既具有饱和烃的性质,又具有不饱和烃的性质,而且它进行取代反应比饱和烃要容易,进行加成反应比不和烃要困难。