苯是什么形成的(为什么这么有用)

苯是由迈克尔·法拉第(Michael Faraday)在研究照明气体时首次分离出来的,它是全球许多行业中最重要的化学物质之一,现在小编就来说说关于苯是什么形成的?下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!

苯是什么形成的(为什么这么有用)

苯是什么形成的

苯是由迈克尔·法拉第(Michael Faraday)在研究照明气体时首次分离出来的,它是全球许多行业中最重要的化学物质之一。

接下来,小白给大家科普这种“奇妙的化学物质”,包括它的化学结构和性质,以及关于它的一些有趣的事实。

图为:环己烷分子的球棍模型(与苯有相似的六元环)

什么是苯?

苯的分子结构是C6H6,摩尔质量刚好超过78克/摩尔。在室温下,苯倾向于以液态存在。它通常是无色的,并且具有非常独特的类似汽油的气味。

苯可溶于水,熔点为5.33摄氏度,沸点为80.1摄氏度。苯是高度易燃的,该化学物质具有致癌性,大量用作汽油,塑料,合成橡胶,染料和工业溶剂的添加剂。

苯是许多芳香族化合物的本体。苯最有趣的特征是它具有六个碳原子的特征性六边形环状结构,并带有规则间隔的氢键,这种结构有助于使分子异常稳定。

苯也称为芳香族化合物,它是通过共价键相连的环状平面。苯的结构是离域的π电子云,而不是离散交替的单键和双键。 六个π电子占据环状平面上方和下方区域。每个电子都被六个碳原子共享,这使得原子核和电子之间的吸引力最大化。

双键(C=C)通常比单键(C-C)键长短,三个交替双键的环状分子中,单键的键长为154皮米,双键的键长为134皮米。不过,苯的X射线衍射表明情况并非如此,实际上,苯中每个键的长度大约为140皮米(0.14 nm),苯中六个C-C单键的长度均相同,介于单键和双键之间。

图为:苯分子的结构式

如何发现苯的结构?

苯是由英国科学家迈克尔·法拉第(Michael Faraday)于1825年在研究照明气体时首次分离出来的。1833年,德国科学家Eilhardt Mitscherlich通过用石灰加热苯甲酸人工合成得到苯。1845年,另一位德国科学家霍夫曼(A W. von Hoffman)首次从煤焦油中分离得到苯。

虽然1825年就分离得到苯,但解密它的实际结构花费了很长的时间。

1861年奥地利化学家洛希米特(Joseph Loschmidt)以及1866年德国化学家凯库勒(August Kekule von Stradonitz)分别独立提出了苯的环状结构。凯库勒随后还提出了以他命名的凯库勒结构式

大不列颠百科全书指出:1931年,美国化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)提出,苯具有单一结构,是两个凯库勒结构式的共振杂合体。

图为:苯分子间距示意图

苯是如何形成的?

人们使用或接触的苯都是人工合成的,传统方法是通过蒸馏焦炭产生的轻油得到。如今,大多数苯是由石油的催化重整、蒸汽裂解和加氢脱烷基化形成的。无论哪种工艺,都需要从所得的芳香族产品中回收苯,回收方法包括溶剂萃取、共沸蒸馏、固体吸附、结晶等。

目前,还有一种名为Cyclar的新技术。该技术由BP和UOP共同开发,可将丁烷和丙烷转化为芳烃。应用该技术,目前在沙特阿拉伯建立了一家苯生产工厂。

苯实际上可以自然形成,一般是火灾和火山爆发等过程会产生少量苯,它也是香烟烟雾中常见的成分。

图为:苯单体

关于苯的一些更有趣的事实

上面小白介绍了一些有关苯的基本情况,下面聊聊关于苯的一些有趣的事实。

    1903年,德国咖啡商人路德维希·罗斯利乌斯(Ludwig Roselius)用苯对咖啡进行脱咖啡因实验。当时人们不了解苯的致癌性,因此幸运的是,后来不再使用苯。

    19世纪末和20世纪初,由于苯具有香味,当时被用于擦面液的成分。不过,和咖啡脱咖啡因一样,后来便不再用于此目的。

    苯有许多用途,但所产生的苯中有80%以上用于制造其他化学品。其中,绝大多数用于:乙苯、异丙基苯、环己烷、硝基苯和烷基苯。

    苯是世界上使用最广泛的化学物质之一。在美国,按产量计算,它排名在前20位。

    由于苯往往是各种燃烧的副产物,因此每次你外出时都会接触到少量的苯。污染源包括香烟烟雾,加油站,汽车尾气和其他工业排放物

    您家中的许多产品在某种程度上也含有苯。例如胶水、油漆和清洁剂通常都含有苯。

    苯中毒会阻止细胞正常工作。例如,它可能导致骨髓停止产生足够的红细胞。

    苯在室温下容易蒸发,它的蒸气密度比空气大,因此它一般聚集在低洼地区。

    苯可溶于水,但由于苯密度较小,因此会与水分层。

    在水果、蔬菜、坚果、乳制品、蛋和鱼等食品中,也会检出苯,不过含量非常低,是安全的。

    长期接触苯会导致与血液有关的癌症,例如白血病。它可以通过皮肤直接吸收,或吸入进入人体。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物中,苯在一类致癌物清单中。

最后,小白送上三张表情包,将可爱的“苯(xiaobai)宝宝”送给大家!

这一期就科普这么多,欢迎大家关注、评论、收藏、点赞!

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