Surhet av Aromatiske Forbindelser
Men nå ser på anion avledet fra denne kjemiske — ion som ville følge hvis denne kjemiske oppførte seg som en syre, og ga ut en H+; dette ion er også vist nedenfor. Merk at det nå har seks elektroner i p-orbitals vinkelrett på ringen — svært lik pyrrole, ovenfor. Hvis pyrrole er aromatisk, så kanskje dette ion bør være? Ja, det er det., Et utslag av dette er at modersubstansen, cyclopentadiene, er en ganske «sterk» syre — av standarder for H knyttet til hydrokarboner. Surhet av cyclopentadiene er grunn til stabilisering av den resulterende anion. Ka for cyclopentadiene er om 10-16. Som absolutt ikke er sterk i forhold til forbindelser som vanligvis omtales som syrer, men det er 1029 ganger sterkere enn for ikke-syklisk form av dette molekylet.
Nå har vi sett på et utvalg av kjemiske arter, både nøytrale molekyler og ioner, som er aromatisk., De deler det fellestrekk at de alle har 6 elektroner i en kontinuerlig sløyfe av overlappende p-orbitals. Viser seg at dette er likevel ikke en tilstrekkelig bred beskrivelse av hva som gjør en kjemisk aromatisk.
 |
Et interessant eksempel er 1,3,5,7-cyclooctatetraene (ofte bare kalt cyclooctatetraene), C8H8, som vist til venstre. Ved første øyekast kan det synes å være lik for benzen, bortsett fra med en større ring. Men det er definitivt ikke aromatisk., Dens kjemiske atferd er hva du kan forvente for en alken, og formen er ikke plan, men er «tub-formet», som vist til høyre. |
|
Nå, de ikke-aromatiske karakter av cyclooctatetraene alene er ikke vanskelig å forklare. Tross alt, hvis det var aromatisk og plan, ville det ha bond vinkler på 135 grader. Det er betydelig mer enn den enkle sp2 bond vinkel på 120 grader., Så vi kan antyde at bond vinkel belastning av den plane form som er mer enn kompenserer for noen få på grunn av aromaticity. Men er det mer til historien. Viser seg at det er ganske lett for cyclooctatetraene å få 2 elektroner, som danner dianion, C8H82-. Dette ion er plane, og er aromatisk. To tegninger av dette ion er under, etterfulgt av en 3D-modell.,/div>
 |
 |
| cyclooctatetraene dianion, C8H82-, 3D | cyclooctatetraene, C8H8, 3D (neutral; repeated from above, for comparison of the 3D shapes of molecule and ion) |
So what do we learn from the story of cyclooctatetraene and its dianion?, Før du vurderer dette, er alle våre eksempler på aromaticity hadde seks elektroner i π electron loop. Cyclooctatetraene har åtte, og er ikke aromatisk; dens dianion har ti, og er aromatisk. Så klart, seks er ikke den eneste tillatte nummeret.
Studie av mange molekyler og ioner, så vel som teoretiske arbeidet som er langt utenfor vår kurs, har indikert at en art vil være aromatiske hvis det er 4n+2 elektroner i et plan π electron loop — der n er et heltall, og starter med 0. (Dette er kjent som Hückel regelen.) 0?, Det ville bety at en π electron sløyfe med to elektroner er aromatisk. Faktisk, kation som er avledet fra cyclopropene, som vist nedenfor, er usedvanlig stabil, og regnes som en aromatisk.
Som et annet eksempel, med en større n, bør du vurdere en bestemt isomeren av 18-annulene — den isomeren med hver tredje dobbeltbindingen cis. Følgende sett av tall viser tre representasjoner av sin struktur.,
 |
 |
 |
If 18-annulene were aromatic (n=4), we might expect it to be planar. In fact, some programs will calculate a planar structure for it., Selve målingen viser at det er veldig lett forvrengt fra plan, på grunn av den frastøting av hydrogens som er inne i ringen. Følgende figur viser 3D-representasjoner av både «skjemaer» på 18-annulene; de har blitt rotert slik at du kan vise dem «kant». Toppen struktur er den plane form som man kanskje naivt forvente; den andre er litt forvrengt struktur, som nøye svarer til hva som faktisk er observert.,
Den annulene navn er brukt generisk for sykliske molekyler med vekslende enkelt-og dobbeltbindinger. Den numeriske prefiks som indikerer ring størrelse. Benzen kan betraktes som 6-annulene, og cyclooctatetraene som 8-annulene. Merk at alle annulenes har generell formel CxHx (der x må være et partall), og at begrepet i seg selv ikke innebærer aromatisk karakter.