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Senior High
化学

有機化学 ベンゼン環で遊ぶ

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tomixy

tomixy

部屋の整理をしていたら、中学時代の落書きを見つけました。

電子式(ルイス構造式)を覚えたばかりの頃、さまざまな構造式を電子式に描きかえる遊びにハマっていましたが、そんな当時の私にとってベンゼン環は大きな壁だったようです。「ベンゼン環は厳密には1.5結合」という言葉が衝撃でした。
ケクレ構造式に隠れている炭素と水素の個数を数えて、分子式から分かる元素の個数と一致することを確認しては喜びを感じていました。下らないですね。

取っておくのも仕方がないので写真だけ撮って処分します。

ノートテキスト

ページ1:

No.
Date
電子式で考えるベンゼン環(フェニル基同士の結合を理解するために)
ルイス構造式( (電子式)
・単結合は1対の点
例)
H-O-H のルイス構造
2重結合は2対の点
例)
H
H
HOOO H
0=C=0のルイス構造
08c80.
または
1000 € 000
これをふまえて
H
ベンゼン環の
C-C結合
H
はルイス構造式で表せるのか?
そもそも
H
Cの最外殻電子数は4
ルイス構造は・C.
そのまま考えると
のルイス構造は
Ciic

ページ2:

2
↓実際は
H
H.
- C
↓HE2302
⚫C 93
H
C-H
C6H5
H
で
H
BC
H
H
・C. •H
H
C:C
(実際
C:H
6本あるうち3本の2重結合
全体に広がっている
消化
A HSC
↓↓
CC
↓
cic
C-C
すべて歩
通常の
6本の弱い(室) 二重合
1.5重結合
とみなせる

ページ3:

No.
Date
ベンゼン CoHo
と化合物(ベンズアルデヒド)
・H
ベンゼン
ベンズアルデヒド CoHsCHO
CyHoo
.H
H
H
H
H
示性式でみる
Co Ho
水を1つ取って
C6 HBCHO
代わりにホルミル基
(アルデヒド)
・分別でみる
Co Ho
↓水を1つ取って
Co Ho
142 ↓
↓ 代わりにCHo
Co HQ O
C 110
H 110
1個
H
水素原子1つを
ホルミル基で置
(-CHO)
芳香族アルディド
C-H
ベンゼン
O TILTICH
ホルミル)
ホルミル(アルデヒド基 CHO
H)
↓
実際はこう
0
・H

ページ4:

No.
ベンゼン C6H16と化合物(アニリン)
ベンゼン
H.
H"
11
H
H
C-
示性式でみる
Co Ho
NH2
アニリン C6H5NH2
CoHoN
NH2
H
H.
C
C
"C-H
水素原子の1つを
11
アミノ基で置換
H
H
H
(NH2)
H
水を1つ取って
C6H⑤ NH2
代わりにアミノ基
分子式でみる
Co Ho
↓木を1つ取って
C6 HO
+2 [No代わりにNH2
CoHoN
N1個
H2個

ページ5:

No.
Date
ベンゼン CoHoと化合物(安息香酸)
OH
ベンゼン
安息香酸
C6H5 COOH
H.
C
H
C-H
C
C
H
手性式でみる
Co Ho
H
↓水を1つ取って
CoHCOOH
代わりにカルボキシ
カッポキシ基はカルボニル基と
水素原子1個を
カルボキ港に置換
(-COOH)
H
芳香族カルボン酸
Cho
-COOH
ベニャン
カルボキシ
ヒドロキシ基からなる
11
H
R
イドロキ
ウルボニル基
カルボニル基
カルボキシ基 CooH
0
O-H
実際は
R
-OH
とす

ページ6:

No.
Date
ベンゼン C6Hoと化合物(アニソール)
-CH3
A-
ベンゼン
アニソール
C6H5 OCH3
CH&O
CH3
水素を1個
・方式でみる
Co Ho
を1つ取って
CHOCH3
・分子式でみる
H.
-H
代わりにメキ
H
H
メトキシ基に置き換えた
001807
(-OCH3)
Co Ho
C₂ HG
↓妻を取って
210 代わりにOCH
CHO
O 110
C 11
H3個

ページ7:

ベンゼン CoHoと化合物(クメン)
ベンゼン
ŏ
クメン
C9H12
C6HsCH(CH3)2
H
CH 3
CH3
CH
H.
H.
1つの水原子を
イソプロピル基
に置換
CH(CH)2
H
示性式でみる
Co Ho
↓水を1つ取って
C6H⑤CH (CH3)2
代わりにイソプロピル基
分子式でみる
C. H⑥
↓水を1つ取って
C6H5
+3 147 代わりにCH(CH3)2
CO H⑫
CH CH3 CH3
C1個+1個+1個 =C3個
H1個+H3個+H3個=H7個

ページ8:

ベンゼン CoHo と化合物(トルエン)
CH3
トルエン
8 CH8
C6H5CH3
H
ベンゼン
CH3
水素原子の1つを
-H
メチル基
H-
H
ベンゼン
H
トルエン
C6 HB
↓等を1つとっ
C6 HB CH3
(-CH3)で置換
どちらも「C」と「H」のみ
香族炭化水素
代わりに「CH3」
どちらも
トルエン
Co H5CH3
示性式
↓まとめると
分子式
C7H8
CoH5CH3は「C」と「H」で構成されている
2つのCと3つのH
C7 H8
それぞれの数を明らかにすると分別式

ページ9:

No.
Date
ベンゼン CoHoと化合物(チオフェノール)
SH
ベンゼン
チオフェノール
H.
H
H
H
S
H.
C
c.
1
H
H
H
・示性式でみる
C6H5SH
Co Hos
1つの水素を
メルカプト基で置
(-SH)
メルカプト基
-SH
Co Ho
R-S-
H
↓つ取って
チオフェノール
フェノール
C6 HG SH
OH
代わりにメルカプト基
酸素原子と
硫黄原子
分子式でみる
Q-H
Co Ho
H
Co Ho
↓水を1つ取って
Co HoS
代わりに SH
H
S
11
H 110
C6H5SH
m
H
・H
CoH5OH
~

ページ10:

No.
Day
ベンゼン CoHo と化合物(ベンソニトリル)
ベンゼン
H
・示性式でみる
H
Co Ho
I
H
C
H
H
ヘシソミトリル CoH5CN
H
CEN
水素原子1つと
1
H
ニトリル基で置換
(-CEN)
水素を1つ取って
C6H [CN]
代わりにニトリル基(11)
N 11
たとえば
Co Ho
-C=N
(存在しませんが)
CoH5N とめる。
環境
(H取って、代わりに何か)
ニトリル基 R-C≡N
CE省略して
ENとも書ける。
にはCが隠れている
だがこれは
実際は
C6H5CN と読む。
Cが隠れていた

ページ11:

No.
Data
ベンゼン C6H6と化合物(スチレン)
ベンゼン
スチレン C6H5CH=CH2
CoHe
H
H
-H
水素原子の1つを
ビニル基
に置換
11
H
(H2C=CH-)
H-
分子式でみる
ひっくり返すと
100
転
-CH=CH2
させた形
ビニル基
Co Ho
H
水を1つ取って
H2C=CH-
Co Ho
H
+2↓↓代わりに
CH-CH2
Co Ho
H.
H-
CH
C2個+C1個=C 2個
H1個+H2個=H3個
C-Hを省略
省略のメソッド
・同じように
だけ残すと
ビニル基
を省略
H している
〇だけ繋いた形

ページ12:

ベンゼン CoHo
と化合物(エチルベンゼン)
CH3
ベンゼン
エチルベンゼン CsHio
C6H5 CH2CH3
H
H
H2
T
C
1
H
H
H
・示性式でみる
Co Ho
↓水を1つ取って
C
・分子式でみる
Co Ho
Ca Hio
代わりにエチル基
・友子式でみる
C6 H⑤ CH2CH3
CH3
1つの水素を
エチル基に置換
(-CH2CH3)
H-11-Cotts
kaho+/CHz Cha
C+218
CH
H+5個
1 2
Co Ho
.
山水を1つ取って
分子式でみる
+CH2CH
C6 Ho
C6H5
↓水素を持つ取って
+2 +5 ↓ 代わりに CH2CH3
Co Ho
C2
C1+C1
H2個+H3個=H5個

ページ13:

No.
ベンゼン Colo と化合物(フェノール)
ベンゼン
H
H
Co Ho
↓水を1つ取って
CoH OH
代わりにヒドロロキシ
OH
フェノール
C6H5OH
SH
H
1つの水素原子を
ヒドロキシ基に置換
(OH)
ヒドロキシ基-OH
H

ページ14:

No.
Date
ナフタレン
Cio H&
と化合物(ナフトール)
I-U
H
OH
H
H
1-ナフトール
Cio HOH
ナフタレン
C10H18
ナフタレンの
・構造異性体とあるといえる
する
位置のちがい
OH
2-ナフトール
ベンゼン
を含む
水素を1つ
芳香族
H
ヒドロキシ基に置換
H
-OH ヒドロキ港を含む
↓
フェノール類
OH
ナフトールはフェノール類に分類される
芳香族化合物
カタレン
ナフトール
'
Cio Ha
Cio HaOH
H
-1
基が加わる
1つ取って

ページ15:

No.
Date
ナフタレン
CioH8
と化合物(ナフチルアミン)
NH2
構造異性体
-NH₂
1-ナフチルアミン
2-ナフチルアミン
ナフチルアミンは芳香族アミンである
芳香族化合物にアミン
が置換した化合物
ANH2
NH-
などの窒
ナフタレン
Cio H8
HENH2に置換
ナンテルアミン CHONY
CH-1 H1つ取って
Cio H7 + NH2
↓+2
N1個と
H2個をつける
CioHoN

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