[5月11日]科学历史上的今天——提出苯分子结构

国际科技财经博客移民网络热点娱乐民生时事公众号

Redian新闻

>公众号

科学

2022-05-11 03:05

1865年5月11日，奥古斯特·凯库勒（August_Kekulé）发表论文，提出苯分子是6个碳原子单双键交替连成的一个环。

这篇论文是用法语发表的。次年，凯库勒用德文发表了一篇同样主题的论文，篇幅更长。

大家很早就知道苯的分子式，但要确定它的结构却是一大挑战。阿奇博尔德·斯科特·库珀（Archibald Scott Couper）与约瑟夫·洛施密特（Joseph Loschmidt）曾分别于1858年和 1861年提出，苯是含有很多双键的多个环。然而，当时对芳香物质的研究才刚刚开始，还没有什么证据能够帮助化学家确定结构。到了1865年，人们已具备更多关于芳香同分异构的证据。

凯库勒是这样推理的：因为每种苯的单取代衍生物（C₆H₅X，其中 X = Cl, OH, CH3, NH2等）人们都只观察到一种，所以很可能苯中的6个碳是等价的；而苯的双取代衍生物（比如C₆H₄(NH₂)(CH₃)），人们观察到了三种同分异构体，这是因为连接这两个取代物的碳原子之间分别相隔一个碳、两个碳、三个碳。

凯库勒1872年修改了自己的观点。他认为，苯分子是在两种等价结构中来回变换，所以单键和双键一直在互换位置。这也就是说，六个“碳-碳”键是等价的，它们一半时间是单键，一半时间是双键。

莱纳斯·鲍林（Linus Pauling）于1928年以量子力学概念这一更坚实的理论作为基础，支持了凯库勒的观点。