芳香性判斷π電子數(shù)怎么數(shù) 怎么判斷分子是否有芳香性中4n 2的n指的是?
怎么判斷分子是否有芳香性中4n 2的n指的是?這并不意味著如何計算N,N=0,1,2,3我們應(yīng)該說有多少π電子。π電子是p軌道參與成鍵的電子,每個π鍵有兩個π電子。如果π電子數(shù)等于4n2,且共軛多烯的
怎么判斷分子是否有芳香性中4n 2的n指的是?
這并不意味著如何計算N,N=0,1,2,3我們應(yīng)該說有多少π電子。π電子是p軌道參與成鍵的電子,每個π鍵有兩個π電子。如果π電子數(shù)等于4n2,且共軛多烯的共面性滿足,則可以判斷其芳香性。共軛體系中的一個不飽和碳原子被計算為一個π電子。正、負環(huán)離子符合4n2規(guī)律的共軛多烯也具有芳香性。此外,呋喃中的氧原子、吡咯中的氮原子和噻吩中的硫原子都有兩個π電子參與共軛,形成了具有芳香性的6π電子體系。吡啶中的氮原子有一個π電子參與共軛,形成一個6π電子體系,是芳香族的。
如何判斷芳香性?
德國化學(xué)家哈克爾從分子軌道理論的角度,對環(huán)狀化合物的芳香性提出了如下規(guī)則,即哈克爾規(guī)則:只要一個單環(huán)化合物有一個平面離域系統(tǒng),其π電子數(shù)為4n2(n=0,1,2,3,…),苯就有6個π電子,符合4N2規(guī)則,六個碳原子在同一平面上,所以苯具有芳香性。然而,環(huán)丁二烯和環(huán)辛烯的π電子數(shù)不符合4n2規(guī)則,因此它們沒有芳香性。例如,我們自己判斷時不必這么麻煩。我經(jīng)常使用的一個簡單方法是計算環(huán)中雙鍵的數(shù)目。例如,如果苯環(huán)上有三個雙鍵,那么π電子的數(shù)目是3*2=6,這符合肖克爾定律。例如,如果萘環(huán)上有五個雙鍵,那么π電子數(shù)是3*2=6,電子數(shù)是5*2=10,這符合肖克爾定律
判斷一種物質(zhì)是否具有芳香性,同時滿足兩個條件:
1)平面是封閉的和非定域的
2)π電子數(shù)與4n2重合
二者缺一不可,這就是shockel規(guī)則。π電子的數(shù)目滿足4n2,這意味著離域電子正好充滿了成鍵分子的軌道。
例如:苯分子,六個碳原子在一個平面上,六個碳原子的p軌道都平行,側(cè)面交叉覆蓋,形成一個離域系統(tǒng),離域系統(tǒng)閉合,滿足第一個;π電子數(shù)為6,與4n2(n=1)一致,(苯分子有三個鍵軌道,6個電子剛好滿)。二者同時滿足,故苯具有芳香性。
另一個例子:萘、蒽等分子也符合肖克爾定律,具有芳香性;另一個例子是環(huán)丙烯陽離子,因為原來的SP3雜化碳在形成正離子后變成SP2,所以環(huán)丙烯陽離子中的三個碳原子都在同一平面上,p軌道都是平行的重疊,形成平面封閉的離域系統(tǒng),π電子數(shù)為2,與4n2(n=0)重合,具有芳香性。同樣地,也有環(huán)戊二烯的負離子和環(huán)庚二烯的正離子,它們被稱為非苯芳烴。