17.9
Нейтральные моноциклические ненасыщенные углеводороды с нечетным числом атомов углерода лишены ароматичности из-за наличия в кольце промежуточного sp3-углерода.
Например, циклопентадиен не является ароматическим, так как имеет всего 4 π электронов и sp3 углерода, который нарушает непрерывное перекрытие p-орбиталей.
Примечательно, что удаление водорода из группы CH2 с обоими, одним или ни одним из связывающих электронов превращает углерод sp3 в sp2, генерируя катион, радикал и анион соответственно.
По сравнению с катионом и радикалом, только анион обладает необходимым числом (4n + 2) π электронов.
Более того, наличие 2p орбитали у sp2 углерода способствует непрерывному перекрытию p орбиталей и делокализации отрицательного заряда по всему кольцу, что делает циклопентадиениланион ароматическим.
Кроме того, π электронов, занимающих связывающие молекулярные орбитали, и пять резонансных структур еще больше подтверждают необычную стабильность ароматического аниона.
Нейтральные углеводороды, такие как циклопентадиен с нечетным числом атомов углерода и одной промежуточной группой CH_2 в кольце, не являются ароматическими. Циклопентадиен с 4 π-электронами не удовлетворяет правилу 4n + 2 π-электронов. Кроме того, промежуточная группа CH_2 гибридизована по sp^3 и не имеет вакантной p-орбитали, тем самым непрерывно прерывая перекрытие p-орбиталей и предотвращая делокализацию π-электронов по всему кольцу.
Из-за отсутствия непрерывного перекрытия р-орбиталей циклопентадиен не соответствует критериям ароматичности. Однако, удаление одного водорода с обоими или одним электронами или без них из группы CH_2 приводит к превращению углерода sp^3 в sp^2, тем самым превращая циклопентадиен в циклопентадиенильный катион, радикал и анион, соответственно, имеющие вакантную p-орбиталь. Среди всех трех разновидностей циклопентадиенильный катион и радикал с четырьмя и пятью π-электронами, соответственно, не соответствуют критериям 4n + 2 π-электронов и не являются ароматическими. С другой стороны, циклопентадиенильный анион с 6 π-электронами, непрерывно перекрывающимся кольцом p-орбиталей и делокализованной π-электронной плотностью становится ароматическим. Карта электростатического потенциала аниона подтверждает делокализацию π-электронов по всему кольцу. Более того, пять резонансных структур циклопентадиенильного аниона и заселенность связывающих молекулярных орбиталей всеми 6 π-электронами на диаграмме Фроста подтверждают необычную стабильность аниона.
Нейтральные моноциклические ненасыщенные углеводороды с нечетным числом атомов углерода лишены ароматичности из-за наличия в кольце промежуточного sp3-углерода.
Например, циклопентадиен не является ароматическим, так как имеет всего 4 π электронов и sp3 углерода, который нарушает непрерывное перекрытие p-орбиталей.
Примечательно, что удаление водорода из группы CH2 с обоими, одним или ни одним из связывающих электронов превращает углерод sp3 в sp2, генерируя катион, радикал и анион соответственно.
По сравнению с катионом и радикалом, только анион обладает необходимым числом (4n + 2) π электронов.
Более того, наличие 2p орбитали у sp2 углерода способствует непрерывному перекрытию p орбиталей и делокализации отрицательного заряда по всему кольцу, что делает циклопентадиениланион ароматическим.
Кроме того, π электронов, занимающих связывающие молекулярные орбитали, и пять резонансных структур еще больше подтверждают необычную стабильность ароматического аниона.
From Chapter 17:
Now Playing
Aromatic Compounds
3.7K Views
Aromatic Compounds
12.6K Views
Aromatic Compounds
9.0K Views
Aromatic Compounds
9.8K Views
Aromatic Compounds
9.7K Views
Aromatic Compounds
12.0K Views
Aromatic Compounds
11.3K Views
Aromatic Compounds
4.5K Views
Aromatic Compounds
3.5K Views
Aromatic Compounds
3.7K Views
Aromatic Compounds
4.7K Views
Aromatic Compounds
4.9K Views