【正文】 可以預(yù)見，其在未來的光電子學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。作為一種熱導(dǎo)體，它的表現(xiàn)超出了任何其它已知材料。作為一種物質(zhì)，它是全新的，不僅是最薄的而且是最硬的。當(dāng)把石墨片剝成單層之后，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。這使得石墨烯中的電子，或更準(zhǔn)確地，應(yīng)稱為“載荷子” (electric charge carrier) 的性質(zhì)和相對論性的中微子非常相似。諾沃肖洛夫 ,以表彰他們在 石墨烯 材料方面的卓越研究貢獻 。 ?碳納米管具有良好的 力學(xué) 性能， CNTs抗拉強度 達到 50～ 200GPa,是鋼的 100倍 ,密度卻只有鋼的 1/6，至少比常規(guī) 石墨纖維 高一個數(shù)量級 ?碳納米管的 硬度 與 金剛石 相當(dāng)，卻擁有良好的柔韌性 ，可以拉伸 ?碳納米管具有良好的導(dǎo)電性能，由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學(xué)性能 ?碳納米管具有良好的傳熱性能 石墨烯 2022年諾貝爾物理學(xué)獎授予安德烈 五邊形和六邊形共用邊為 nm. 具有特殊光電性能 ,如形成導(dǎo)電體 ,超導(dǎo)體 ,磁體等 . 碳納米管 碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。ckel 1931年通過分子軌道理論計算發(fā)現(xiàn) :對于單環(huán)共軛多烯分子 ,當(dāng)成環(huán)分子的原子均在同一平面且離域的 ?鍵的電子數(shù) 為 4n+2時 ,化合物具有芳香性 . 共軛 ? 鍵的電子數(shù) = 4n + 2 ( n = 0, 1, 2, ……n.) (一 ). H252。 2. 通過對它們的氫化熱或燃燒熱進行測定 ,發(fā)現(xiàn)它們比相應(yīng)的非環(huán)體系的氫化熱或燃燒熱低 ,表現(xiàn)出特殊的穩(wěn)定性 (既存在較高的離域能 )。 sp2雜化 (某些情況下可為 sp雜化 ,環(huán)上原子可為碳原子或是其它雜原子如 N, O, P,S等 )。 芳烴按其結(jié)構(gòu)可分類如下 : C H2C H3C H C H3C H = C H2C H3C H2苯 系 芳 烴非 苯 芳 烴單 環(huán) 芳 烴多 環(huán) 芳 烴聯(lián) 苯稠 環(huán) 芳 烴多 苯 代 脂 烴苯 乙 苯 異 丙 苯 苯 乙 烯聯(lián) 苯 對 三 聯(lián) 苯萘 蒽二 苯 甲 烷環(huán) 戊 二 烯負(fù) 離 子環(huán) 庚 三 烯正 離 子薁 ?鍵的環(huán)狀體系 (閉環(huán)共軛體系 )。 S O 3 HS O 3 H+ H 2 S O 40 ~ 4 01 6 5℃℃萘 磺 酸萘 磺 酸αβH 2 S O 4 ， 1 6 5 ℃有 機 合 成 的 重 要 中 間 體S O 3 H8 4 % 1 6 %8 5 %1 5 %S O 3 H 高溫生成 β異構(gòu)體的原因 H S O 3 H HS O 3 HH1 6 5 ℃位 比 穩(wěn) 定 ， 被 認(rèn) 為是 空 間 斥 力 的 結(jié) 果α β斥 力 大 斥 力 小速 度 控 制 產(chǎn) 物 平 衡 控 制 產(chǎn) 物(3) 鹵代反應(yīng) C l+ C l 2氯 代 萘αF e C l 31 0 0 1 1 0 o C(4) Friedel Crafts反應(yīng) C O C H 3+ C H 3 C O C lA l C l 3 / C S 2 1 5 o CC O C H 3+3 : 1非極性溶劑 + C H 3 C O C lA l C l 3 / C 6 H 5 N O 2 C O C H 3極性溶劑 + C l C H 2 C O O HF e C l 3 / K B r2 0 0 2 1 8 o CC H 2 C O O H萘 乙 酸α?萘乙酸為一種植物生長調(diào)節(jié)劑 ,促進植物生根 ,開花 ,結(jié)果 ,早熟 ,多產(chǎn) ,并對人畜無害 . 萘環(huán)上的二元取代的定位規(guī)則 第一類定位基團 第二類定位基團 RRYYC H 3+ H N O 3C H 3N O 2N O 2+ H N O 3N O 2H 2 S O 4N O 2N O 2N O 2++ H N O 3H 2 S O 4N O 2N O 2+S O 3 H S O 3 H S O3 H97 芳香性 現(xiàn)代芳烴的概念是指具有特殊穩(wěn)定性 (芳香性 )的一類環(huán)狀化合物 ，它們不一定具有香味，也不一定含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)。 （ 2）磺化反應(yīng) 磺化反應(yīng)的產(chǎn)物與反應(yīng)溫度有關(guān)。 分子中十個碳原子并不是完全等同，為區(qū)別，對其編號如下： 因此 , 萘和苯相似也具有芳香性 ,其離域能為 kJ/ mol, 但其小于 2 x = / mol. 因此 ,它的芳香性比苯差 . 萘環(huán)的 ?電子數(shù) = 4 n + 2 = 4 x 2 + 2 = 10 符合 4 n + 2 的芳香性規(guī)則 123456781 09αβαα αβββ1 、 4 、 5 、 8位 又 稱 為 位αβ2 、 3 、 6 、 7位 又 稱 為 位電 荷 密 度 α β（二）萘的反應(yīng) 1. 還原 (加成 ) 反應(yīng) 萘比苯易加成，在不同的條件下，可發(fā)生部分或全部加氫。 0 . 1 3 9 n m0 . 1 4 2 n m0 . 1 3 6 n m0 . 1 4 0 n m0 . 1 3 6 n m說 明 萘 環(huán) 中 各 碳 原 子的 P 軌 道 重 疊 的 程 度 不 完全 相 同 ， 穩(wěn) 定 性 不 如 苯 。萘 是 重 要 的 化 工 原 料 . 。兩 個HHHHπ芳 香 鍵 交 蓋 不 好C CH Hs p 雜 化s p2雜 化特征 : (因為兩個互不平行的 sp2雜化軌道，側(cè)面交蓋很少，構(gòu)成的 π鍵較為脆弱 )； 的生成 和穩(wěn)定，只存在誘導(dǎo)效應(yīng)，不存在共軛效應(yīng) (因為由兩個互不平行的 sp2雜化軌道構(gòu)成的第二個 π 鍵與苯環(huán)中的共軛 π鍵相互垂直 )。 C l*①②N a O H ( 4 m o l . L 1 ) , 3 4 0 ℃H 2 O , H+O H*K N H 2 液 N H 3N H 2*+* O H+* N H2( 5 0 % ) ( 5 0 % )( 4 7 % ) ( 5 3 % ) 這些實驗事實，用加成 ― 消去機理是難以解釋的，然而用消去 ― 加成機理 (苯炔機理 )卻能得到合理的解釋 以氯苯的氨解為例說明之： ①②C l* H N H2N H 3C l*C l* N H2①②N H 2**N H 2N H 2N H 3N H 2N H 3N H 2** N H2C l原 子 的 I 效 應(yīng)使 鄰 位 H 原 子 的 H +活 性 中 間 體苯 炔 該歷程的前兩步是從氯苯中消去一分子 HCl，生成活 潑的苯炔中間體，后兩步是在苯炔的碳碳三鍵上加進了一 分子的 NH3，故稱消去 ― 加成機理；又因該類反應(yīng)是經(jīng)過 苯炔中間體完成的，故又稱 苯炔 機理。 因為碳負(fù)離子上連有強吸電子基團時，有利于負(fù)電荷的分散。 ( )( ) ( ) ( ) ⅤⅡ Ⅲ ⅣX N u X N u X N uN=OON=OON=OOX N uNOO= 若苯環(huán)上連有 ―R 、 ―O 等供電子基時，不利于碳負(fù)離子中間體的穩(wěn)定，并使芳環(huán)上的 C ―X 鍵鈍化，親核取代反應(yīng)難以進行。 該分步反應(yīng)稱為加成 ― 消去歷程。 (2)芳環(huán)上親核取代反應(yīng)的機理 A. 加成 ― 消去機理 以鹵苯為例： 第一步：加成 親核試劑進攻，加到苯環(huán)鹵原子所在碳原子上，生成被共振穩(wěn)定化的 碳負(fù)離子 ，這是控制反應(yīng)的關(guān)鍵步驟。同樣，當(dāng)氯原子的鄰位和 /或?qū)ξ贿B有強吸電子基時，可加速反應(yīng)的進行 C l + N H 3 C u 2 O2 0 0 C。 C l。 C l1 3 0 C。O H1 0 % N a O H , C u 粉3 7 0 C。 C H 3 C O O HN O 2N O 2C H3N O2混 酸C H3混 酸C H3N O2+C O O HN O2N O 2C O O H發(fā) 煙 H N O3H2S O4主 少（ ） （ ）C O O HN O2C O O HN O2+C O O HN O2N O2C O O HN O2N O2主 少（ ） （ ）N O2O2N發(fā) 煙 H N O 3H2S O4芳鹵化合物可發(fā)生環(huán)上親電取代反應(yīng)，也可發(fā)生環(huán)上親核取代反應(yīng) 親電取代反應(yīng) 與芳環(huán)直接相連的鹵原子作為第一類定位基，使新引入基團進入它的鄰位或?qū)ξ?，但它使苯環(huán)鈍化，其反應(yīng)速度比苯的親電取代反應(yīng)速度慢 芳鹵可發(fā)生鹵代、硝化、磺化、?；磻?yīng)。例如： C lC O O HN H C O C H 3N O 28 %9 2 %很 少 （ 位 阻 ）很 少 （ 位 阻 ）間 位 定 位 基 團 的 定 位 能 力 次 序 大 致 為 （ 從 強 到 弱 ） N R 3 ， N O 2 ， C F 3 ， C C l 3 ， C N ， S O 3 H ， C H O ， C O R ， C O O H ， C O N H 2 。預(yù)測反應(yīng)的主要產(chǎn)物 苯環(huán)上以有兩個取代基時，引入第三個取代基時，有下列幾種情況：： C lC O O HC H 3N O 2N O 2S O 3 H（ 2）原有兩個取代基同類，而定位效應(yīng)不一致，則主要由強的定位基指定新導(dǎo)入基進入苯環(huán)的位置。 硝基苯苯環(huán)上的相對電荷密度為： N O 2δδδ0 . 7 90 . 9 50 . 6 1NOOδδδδδδδδ 由 于 電 負(fù) 性 ， 因 此 硝 基IO N Cab 硝 基 的 π 鍵 與 苯 環(huán) 上 的 大