引言：
苯甲酸，作为一种重要的有机化合物，在化学领域中具有广泛的应用和研究价值。其分子结构式是化学学习中的基础知识之一，对于理解苯甲酸的性质和反应机制至关重要。在本文中，我们将深入探讨苯甲酸的结构式是怎样的，解析其分子结构中的特点和意义。通过对苯甲酸结构式的解读，我们可以更好地理解这一化合物在有机化学中的作用和应用，为进一步的学习和研究奠定基础。
1. 什么是苯甲酸？
苯甲酸是一种有机化合物，化学式为C6H5COOH 或 C7H6O2.它是一种白色或无色晶体，属于羧酸家族。它用于制造某些产品，包括香水、牙膏、洗面奶、化学品、染料、驱虫剂。它也用作某些食品的防腐剂，如泡菜、果酱等。它有一种令人愉悦的果味。苯甲酸钠是一种用于食品保鲜的盐，也是苯甲酸的衍生物。
苯甲酸最早被发现于16世纪。它最初是从安息香树脂中自然提取的，因此得名苯甲酸。安息香树脂较早用于传统药物。德国化学家阿道夫·冯·贝耶（Adolf von Baeyer）于1875年率先合成苯甲酸。它是从一种名为甲苯的化合物中提取的，该化合物来自煤焦油。如今，苯甲酸主要在实验室合成。
2. 苯甲酸的结构式是什么？
苯甲酸分子式为 C6H5COOH 或 C7H6O2。苯甲酸分子由七个碳原子、六个氢原子和两个氧原子组成。苯甲酸由六个碳的苯（六边形）环组成。苯环中的每个碳都有一个交替的单键和双键。此外，6 个碳中有 5 个与氢原子单键。除此之外，该环还连接到羧基官能团 （-COOH），该官能团赋予苯甲酸酸性。羧基由与氧原子双键并单键到羟基的碳组成。苯甲酸结构式如下图：
3. 苯甲酸的晶体结构是什么？
苯甲酸在单斜晶胞中结晶。R Feld等人用x射线衍射法在室温下重新测定了苯甲酸C6H5CO2H的晶体结构。还进行了广泛的中子衍射测量:在室温和130 K下用单晶方法；在130 K和5 K时，通过C6D5CO2H上的粉末剖面分析。
该结构由中心对称二聚体组成，其中两个分子由其羧基之间的一对氢键连接。更好的精确度附着在x射线结果。在1011个独立反射上的全矩阵精化，收敛于R = 3.7%。就除酸性氢之外的所有原子而言，这种改进确实是基于一个正式有序的模型。C - O距离为1.258、1.268(2)?， C- C- O角度为118.7、117.8(1)°；而酸性氢在氢键上表现为两个“半原子”，与每个氧原子的距离为0.9 ?。这些发现最简单的解释是由于无序:两种构型，随机出现，几乎相同的比例。
4. 苯甲酸的性质
苯甲酸具有许多特性，使它们在许多行业中用途广泛且有用。它的特性使其独一无二，并有助于苯甲酸的广泛用途和应用。苯甲酸的物理和化学性质如下所述。
4.1 苯甲酸的物理性质
状态：苯甲酸为白色或无色结晶固体。
溶解性：苯甲酸微溶于水，但极易溶于乙醇等有机溶剂。
密度：苯甲酸的密度约为每立方厘米 1.27 克。
气味：苯甲酸通常具有令人愉悦的果味。
分子量：苯甲酸的分子量为122.12g/mol。
熔点:122℃。
沸点：约为249℃。
pKa：4.19。
密度为：1.27 g/cm3。
4.2 化学性质
稳定性：苯甲酸在正常情况下具有高度稳定性，不易分解。
酸度：它是一种弱酸，因此它可以提供氢离子 （H+） 形成苯甲酸根离子。
pH值：作为一种弱酸性，它的pH值约为2.8。
抗菌特性：苯甲酸具有抗菌特性，因此其盐类通常用作食品和化妆品中的防腐剂。
升华：苯甲酸可以升华，即它可以从固体直接变成蒸气，而不会变成液体。
反应性：能发生各种化学反应，如硝化、氧化、脱羧等。
5. 什么是苯甲酸官能团？
苯甲酸中的官能团是羧酸基团。这种基团由一个羰基(C=O)键合到一个羟基(OH)组成。羧酸基的化学式为-COOH。
苯甲酸是最简单的芳香族羧酸。它的化学式是C6H5COOH，也就是说它有一个苯环(C6H6)和一个羧酸基团相连。苯甲酸是一种白色结晶固体，微溶于水。它是一种弱酸，但比其他大多数醇的酸性更强。这是因为当羧酸失去一个质子(H+)时，苯环可以帮助稳定羧酸氧原子上的负电荷。
6. 关于苯甲酸的常见问题解答
（1）苯甲酸是什么样子的？
苯甲酸呈白色结晶固体。这些晶体可以是针状或片状的。如下图所示：
（2）苯甲酸对身体有好处吗？
虽然身体不应该过度暴露于苯甲酸，但它可以带来很多非常实际的好处。苯甲酸可以阻止细菌的形成，这适用于用于治疗和治愈昆虫叮咬、发红、肿胀、烧伤等的外用乳膏。由于这些抗真菌和抗菌用途，它也可能用于增加人们的消化功能。它还在许多食品中用作防腐剂。
（3）苯甲酸会危害环境吗？
在处理苯甲酸时，重要的是要知道，在受控量下，这种酸不会对任何东西产生相应的负面影响。然而，在实验室环境中，这种物质的浓度更高，可能会发生溢出和事故。在这种情况下，确保所有东西都戴上手套并屏蔽良好总是很重要的。苯甲酸对环境不是很好，因为如果暴露在外，它可能会与空气中的气体发生反应。
7. 结论
通过本文的介绍，我们深入探讨了苯甲酸的结构式及其分子结构特点。苯甲酸是一种有机酸，其分子结构中包含苯环和一个羧基，这种结构使得苯甲酸具有一系列特定的化学性质和反应特点。了解苯甲酸的结构式有助于我们更好地理解其在化学反应中的作用机制和物理性质。
参考：
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Benzoic_acid
[2]Feld R, Lehmann M S, Muir K W, et al. The crystal structure of benzoic acid: a redetermination with X-rays at room temperature; a summary of neutron-diffraction work at temperatures down to 5 K[J]. Zeitschrift für Kristallographie-Crystalline Materials, 1981, 157(3-4): 215-231.
[3]https://www.vedantu.com/chemistry/benzoic-acid
[4]https://www.geeksforgeeks.org/benzoic-acid/?ref=header_search
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