多環(huán)芳烴和非苯芳烴-資料下載頁
2025-05-14 23:21本頁面
【正文】 分子軌道和休克爾 (H252。ckel)規(guī)則 環(huán)多烯 (CnHn)的 ?分子軌道能級和基態(tài)電子構(gòu)型 環(huán)多烯 (CnHn)的 ?分子軌道能級圖 ? 充滿簡并的成鍵軌道和非鍵軌道的電子數(shù)正好是 4的倍數(shù) ,而充滿能量最低的成鍵軌道需要兩個電子 ,這就是4n+2數(shù)目合理性所在 . 補充： 環(huán)多烯化合物 (符合通式 CnHn)?電子數(shù)的計算 ?電子數(shù) = 環(huán)中碳原子數(shù) (n) + 負電荷數(shù) = 環(huán)中碳原子數(shù) (n) 正電荷數(shù) 注 : 上式中的碳原子數(shù) n為采取 sp2雜化的碳原子數(shù) ,即參加離域體系的碳原子數(shù) .比如： 環(huán)戊二烯的 ?電子數(shù)為 5,它有一個碳原子為 sp3雜化 ,它的分子式 C5H6,不符合通式 CnHn. 環(huán)多烯 (CnHn)的 ?電子數(shù) ? ?電子數(shù) = 4 . 兩個 ?電子占據(jù)能量最低的成鍵軌道 ,兩個簡并的非鍵軌道各有一個 ?電子 . ? 這是個極不穩(wěn)定的雙基自由基 . 凡電子數(shù)符合 4n的離域的平面環(huán)狀體系 ,基態(tài)下它們的組簡并軌道都如環(huán)丁二烯那樣缺少兩個電子 ,也就是說 ,都含有半充滿的電子構(gòu)型 ,這類化合物不但沒有芳香性 ,而且它們的能量都比相應(yīng)的直鏈多烯烴要高的多 ,即它們的 穩(wěn)定性很差 .所以通常叫做反芳香性化合物 . 例 1: 判斷環(huán)丁二烯的芳香性 ? 反芳香性化合物 環(huán)辛四烯 ? ?電子數(shù) = 8 . ? 環(huán)辛四烯為非平面分子 ,4n規(guī)則不適用 .不是反芳香性化合物 . ?具有烯烴的性質(zhì) ,是非芳香性化合物 . ? 環(huán)辛四烯二負離子的形狀為平面八邊形 ,10 ?個電子 ,符合H252。ckel規(guī)則 ,具有芳香性 . 環(huán)辛四烯二負離子 例 2: 判斷環(huán)辛四烯的芳香性 ?環(huán)辛四烯二負離子 ? ? ?電子數(shù) = 2 ?取代反應(yīng) 已經(jīng)合成出一些穩(wěn)定的含有取代環(huán)丙烯正離子的鹽 : (2) 環(huán)丙烯正離子 —— 有芳香性 ? 環(huán)戊二烯無芳香性 . ?環(huán)戊二烯負離子的生成 （ 顯 酸性 H+） : ? 環(huán)戊二烯負離子 ? ?電子數(shù) = 6 強堿 (叔丁醇鉀 ) sp3 sp2 (3) 環(huán)戊二烯負離子 —— 有芳香性 卓 正離子 （ 離去的是 H） ? 制取 : 環(huán) 庚三烯正離子有六個 ?電子 ,它們離域分布在七個碳原子上 .符合休克爾規(guī)則 ,所以它具有芳香性 . 三苯甲基正離子 (4) 環(huán)庚三烯正離子 —— 有芳香性 通常將 n≥10的環(huán)多烯烴 CnHn叫做 輪烯 (A) [10]輪烯 又叫環(huán)癸五烯 ? [10]輪烯有 10個 ?電子 ,但不穩(wěn)定 .由于它中間兩個環(huán)內(nèi)氫彼此干擾 ,使環(huán)離開平面 ,破壞了共軛 ,因此失去芳香性 . 除去兩個反式 環(huán)內(nèi)氫 (5) 輪烯 ? 只計算成環(huán)原子 外圍 (即周邊 )的 ?電子數(shù) . 萘 ?電子數(shù) =10 蒽 ?電子數(shù) =14 菲 ?電子數(shù) =14 芘 ?電子數(shù) =16 (周邊 14) (B) 稠環(huán)化合物芳香性的判斷 ? 是平面形分子 ? ?電子數(shù)為 18,符合 4n+2規(guī)則 ,所以具有芳香性 . [18]輪烯 [16]、 [20]輪烯均為非芳香性化合物 。 (C) [18]輪烯 又叫環(huán)十八碳九烯 神奇的全碳分子 —— 富勒烯 C60 C70
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