甲苯为什么在光照时是甲基上的H被取代而在FeBr3催化下是苯上的H被取代?
首先,要知道甲苯上有两种氢原子,一种是在苯环上的,另一种是在甲基上,苯环的碳原子以SP2轨道杂化,而甲基上的碳原子所成轨道则为SP2杂化,苯环上的碳原子电负性强,对于氢的束缚强所以在光照下难以跃迁激发出去;但是在甲基上的碳为SP3轨道,键长较长,氢原子受到束缚弱,受光照容易跃迁,所以易跃迁跑出去易被其他官能团取代。FeBr3该化合物由于铁为过渡金属与Br原子结合后还有三个空轨道,原子核正电荷未被完全屏蔽,所以带有正电性,能与苯环上的π电子形成配合物,此刻苯环上电子向铁离子移动,苯环上的碳原子也把氢原子上的电子拉走,此刻,诱导效应占主导地位,使苯环上的氢略微电离为氢离子,氢离子易被甩出苯环致使H变得活泼,易被其他带有富电子的取代基所取代。
甲苯甲基上的氢不可以与格氏试剂反应。
格氏试剂是一个碳负离子的金属镁化合物,一般发生的是亲核加成反应, 例如进攻碳基或者羧基的碳。
甲苯的甲基H很稳定,相对于碳负离子,基本呈现中性, 因此不参与反应。
苯环上的氢被取代:加入卤族单质的纯净物(液溴)和三价铁离子做催化剂
烷烃要被卤原子取代:光照下与卤族单质的纯净物的气态发生取代反应
| C |
| 试题分析:甲苯在苯环上甲基有邻、间、对三种不同的位置;—C 3 H 6 Cl有—CHClCH 2 CH 3 、—CH 2 CHClCH 3 、—CH 2 CH 2 CH 2 Cl、—CCl(CH 3 ) 2 、—CH(CH 3 )CH 2 Cl五种不同的结构。每种结构在苯环的甲基的邻位、间位、对位三种,五种结构一共有3×5=15种。因此选项为C。 |
与3摩氢气加成是因为苯环可以看作是3个碳碳双键。至于碳上原本连的是氢还是甲基没有任何关系。这就像公交车上的座位一样,空3排则可做6个人,与没空的位置上坐的是什么人没关系。
故选:C.
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B.乙烷的一氯取代物有1种,二氯取代物有2种,三氯取代物有2种,四氯取代物有2种(与二溴取代物个数相同),五氯取代物有1种(与一溴取代物个数相同),六氯取代物1种,所以氯代产物总共有9种,含有氯化氢,所以产物为10种,故B正确;
C.由于苯环含有6个H原子,二氯苯与四氯苯的同分异构体数目相同,若二氯苯有3种同分异构体,则四氯苯的同分异构体的数目为3种,故C错误;
D.乙基环己烷中氢原子的种类有6种,一溴代物的种类取决于氢原子的种类,所以乙基环己烷中与氯气发生取代反应时,生成的一溴代物有6种,故D错误;
故选AB.