1.449A o 91.98o
o
91.73
O
o
84.55
1.549A o
1.49A o 硫杂环丙烷
83
o
77
S
1.550A o 1.847A o
张力焓（KJ/mo
106.3
80
2. 孤电子对（电负性、偶极矩）
H
O
N
3. 物态
1.88D
NH
1.66D
O
1.85D
1.93D
O
10.7oC
NH
61oC
H N
N
3.6 4.75 8.8
>
9.3
N H 2
2）化学性质
吡啶与苯环很相似，N与C处在同一平面上，原子间的 SP2杂化轨道相互交盖， 成六个σ键，键角120°，环上每一原子还有一个电子在 P 轨道上，P 轨道与环平 面垂直，相互交盖成包括六个原子在内的分子轨道，π电子分布在环的上方和下方， 每个 C 的第三个 SP2 杂化轨道与 H 的 S 轨道交盖成σ键，氮原子的第三个SP2杂 化轨道上有一对未用电子对。
因此，具有芳香性。但因O、S、N原子电负性的不同，参与芳构化的能力也 不同。其芳性强若之顺序为：
>
>
S
N
H
(4) 碱性较弱，环易发生亲电取代反应
(5) 屏蔽效应
H 5 .6 0 P P m
H 6 .3 0 P P m
O
H 6 .0 3 P P m
H 6 .9 6 P P m
H 5 .6 0 p P P m
55-6oC
O
47-8oC
49.3oC
N H
88.5oC
S
1.89D
S
1.85D
S
56oC
S
95oC
为什么含氮 杂环化合物 的沸点异常？
O
66oC
第二节 芳香杂环化合物
1、五元杂环化合物
0.144 nm 0.1354
0.1455 nm 0.1352
0.1429 nm 0.1371
0.1371 O
0.1718 S
0.1383 N
饱和化合物
H
C O :0 .1 4 3 n m C N :0 .1 4 7 n m C S :0 .1 8 2 n m C C :0 .1 5 4 n m C = C :0 .1 3 4 n m
1）物理性质
A. 呋喃：无色液体，存于松木焦油中, b.p. 31.36oC. 遇盐酸浸湿的松木 片呈绿色。
第二讲 杂环化合物——结构与性能
第一节 饱和杂环化合物 第二节 芳香杂环化合物
第一节 饱和杂环化合物
1. 环张力
小环张力较大
o
60
o
61.4
O
o
H 60.3
N
o
48.4
S
1.53A o
1.47A o
1.48A o
环丙烷
环氧乙烷
环乙亚胺
张力焓（KJ/mol） 1141121.560源自 oo88NH
1.477A o
sp2
结构参数与电荷分布
0.140 nm
0.87 1.01
0.139 nm
N 0.134 nm
0.8
N
1.43
数据表明：吡啶环中因N原子电负性较大，其电荷分布不均匀，键长没有完全平 均化。又因氮原子上电子云密度大而具有碱性。
1）物理性质
a. 水溶性 在水中溶解度大
N HOH
b. 碱性 pKb
C H 3N H 2 > N H 3 >
H 7 .3 9 p P P m
H 6 .6 0 p P P m
H 7 .2 0 p P P m
O
N
S
H
(6)由于呋喃、噻吩、吡咯中的杂原子上的未共用电子对参与了环的共轭体系， 使环上的电子云密度增大，故它们都比苯容易发生亲电取代反应，取代通常发生
在α位上。
2、六元杂环化合物
N
未参与共轭
N
未参与成键
B. 噻吩：无色有特殊气味的液体，存于煤焦油中, b.p. 84.16oC. 与吲哚 醌在硫酸作用下显兰色。
C. 吡咯：无色液体，存于煤焦油和骨焦油中, b.p. 130~ 131oC.遇盐酸 浸湿的松木片呈红色。
2）化学性质
N
孤电子对在p轨道上
结构特点：
(1) 成环的所有原子在一个平面上； (2) 是一个环闭的共扼体系（5原子6电子体系）,键长、键角均匀化; (3) p电子数符合休克尔规则。