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浅谈苯酚的结构和性质 甘肃武威铁中 曹世邦 (733009) [摘要]对于有机物来说,其与结构有密切关系,要研究苯酚的化学性质,必须从其分子中基团之间存在相互影响出发,讨论苯和苯酚的结构及醇和苯酚的结构差异,分析其断键机理,深究其性质. 中学化学教材中苯酚位于烃的衍生物一章,在教材中有举足轻重的地位,本节课能够很好地让学生理解烃的衍生物性质不仅仅决定于官能团,而且也受烃基的影响. 一.苯和苯酚结构及性质差异. 1.苯与苯酚结构的差异 苯分子是一个平面正六变形够型,键角为120°,苯分子中六个碳原子都以sp2杂化轨道互相沿对称轴的方向重叠形成六个C-Cδ键,组成一个正六变形,每个碳原子各以一个sp2杂化轨道分别与氢原子1s轨道沿对称轴的方向重叠形成六个C-Hδ键，由于是sp2杂化,所以键角都是120°,所有碳原子和氢原子都在同一个平面上.每个碳原子还有一个垂直于δ键平面的p轨道,每个p轨道有一个p电子,六个p轨道组成了大п键.从苯的结构说明苯环中不存在典型的C==C,所以苯环相当稳定,不易被氧化,不易进行加成反应,但苯环上电子云密度高,易被亲电试剂进攻,引起苯环上的氢被取代,易发生取代反应. 而苯酚是羟基与苯环上的sp2杂化碳原子直接相连,羟基中氧原子上的孤对电子与苯环上的大п键处于共轭的位置,从而产生p-п共轭效应,使苯环的电子云密度增加,它使邻对位的电子云密度增加最多,所以酚羟基是邻对位定位基,使苯酚亲电取代反应比苯容易进行. 2.苯酚苯环的取代反应. ⑴卤代:苯酚与浓溴水在常温下可立即反应生成2、4、6-三溴苯酚白色沉淀. 此反应极为灵敏,即使用很稀的苯酚溶液(1:100000),也可看到明显的浑浊现象,而且该反应是定量完成的,所以此反应可以用作苯酚的定性或定量测定. ⑵硝化:苯酚比苯容易硝化.在室温下苯酚与稀硝酸作用生成邻硝基苯酚和对硝基苯酚的混合物. 对于以上硝基苯酚可以用蒸馏法分离出邻硝基苯酚. ⑶缩聚反应:酚羟基邻、对位上的氢还可以和羰基化合物发生缩聚反应.苯酚和甲醛反应如下： 此反应是工业上合成酚醛树脂的原理. 二.醇和苯酚结构及性质差异. 1.醇与苯酚结构的差异 羟基跟链烃基相连的是醇,跟苯环直接相连的是酚,醇和酚的官能团都是羟基.其化学性质有些相似,它们都能被氧化剂氧化,羟基里的氢都能被活泼金属取代.在一些反应中,醇羟基C-O-H键既能在C-O处断键,也可以在O-H处断键.但酚羟基中的氧是以sp2杂化成键的,氧上的两对未共用电子对之一处于未参与杂化的p轨道中,与苯环组成p-п共轭,发生了电子离域,使氧上的电子云向苯环转移,使O-H键之间的电子云密度降低,使O-H间的结合力减弱,氢原子比较活泼. 2.苯酚羟基的反应 ⑴弱酸性:能溶于氢氧化钠溶液生成钠盐. 苯酚的酸性比碳酸的酸性弱:C6H5OH的Ka=1.28×10-10,H2CO3的Ka=4.3×10-7,将CO2通入酚钠盐的水溶液中,可以使酚重新游离出来. ⑵与FeCl3的颜色反应:酚的许多反应物能吸收可见光,大多数酚可与三氯化铁溶液反应，生成带不同颜色的络离子，可用于酚的鉴定： 联系地址：甘肃武威铁中 733009 电话：0935-3362509或0935-2716443 Emai：cshb1130@163.com 4