【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

(相关资料图)

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。   

第一章烃——Ⅲ环烃

§1-11苯

【01】环烃的另一大类是芳香烃。苯是最简单的芳香烃。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

【02】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℃，熔点是5.4℃。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

【03】根据分析结果，求得苯的分子式是C₆H₆。

【04】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。

【05】上面讲过乙炔的聚合反应（§1-8）【山注，化4-1-08第16/17段，传送门CV22103959】：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炔那样的话，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或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。

【06】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：

【07】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：

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

【09】“芳香”两字是沿用的旧名。远在有机化学发达以前，人们就已从一些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苯的有机化合物的衍生物。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，不仅没有香味，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”。

苯的化学性质

1、氧化反应

【10】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，却并不象不饱和链烃那样活动。

2、取代反应

【11】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。例如，苯和溴可以发生取代反应而生成溴苯。

【12】取大试管一支，配单孔塞，在孔内插一支导管，导管另一端插入盛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。

【13】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。再向小试管的水中如人硝酸银溶液数滴，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。

【14】苯跟溴的反应过程的化学方程式如下：

【15】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。

【16】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，而又不会跟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

【17】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。

【18】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——已烷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C₆H₁₂。.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。

【19】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。

【20】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，进行加成反应比不饱和烃要困难。