Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
662
ROZDZIAŁ14
ZWIĄZKIAROMATYCZNE
Analizującstrukturęorbitalicyklopentadienu(rys.14.10)zobaczymy,dlaczegocyklopen-
tadienniejestaromatyczny.Nietylkoniemaonodpowiedniejliczbyelektronówπ,alejego
elektronyπniemogąbyćzdelokalizowanewokółcałegopierścienia,bopierścieńtenzawiera
grupę—CH
2—zatomemwęglaohybrydyzacjisp
3,grupę,wktórejniemaorbitalup.
H
H
e–
e–
Tutajhybrydyzacjasp
przerywadelokalizację
e–
H
e–
H
H
H
–H+
3
H
H
e–
e–
e–
atomachwęglaumożliwiadelokalizację
H
e–
Hybrydyzacjasp
2e–
H
H
lub
2nawszystkich
−
Cyklopentadien
Anioncyklopentadienylowy
RYS.14.11Mapa
potencjału
Zdrugiejstrony,jeżeliatomwęglagrupy—CH
2—poutraciejednegoprotonuprzyjmie
elektrostatycznegoanionu
hybrydyzacjęsp
2(rys.14.10),topozostałedwaelektronyzajmąnowopowstałyorbitalp.
cyklopentadienylowego.
Cowięcej,nowyorbitalpmożenakładaćsięzorbitalamipznajdującymisiępoobustro-
Całkowityładunekjonu
jestoczywiścieujemny.
nachiprowadzićdopowstaniapierścieniazsześciomazdelokalizowanymielektronamiπ.
Rejon,wktórymujemny
Ponieważelektronyπsązdelokalizowane,towszystkieatomywodoruwanioniesąrów-
potencjałjestnajwiększy
noważne,cozgadzasięobserwacjamiwynikającymizespektroskopiiNMR.Obliczona
zaznaczononaczerwono,
dlaanionucyklopentadienylowegomapapotencjałuelektrostatycznego(rys.14.11)rów-
arejony,gdzieujemny
nieżpokazujesymetrycznyrozkładujemnegoładunkuwcałympierścieniuicałkowitą
potencjałnajmniejszy
symetriępierścienia.
naniebiesko.Skupienie
Sześć,liczbaelektronówπwanioniecyklopentadienylowymjestoczywiścieliczbą
ujemnegopotencjału
pośrodkugórnej
Hückla(4n+2,gdzien=1).
powierzchniidolnej
•Ztegopowoduanioncyklopentadienylowyjestanionemaromatycznym,awyjątkowa
(niepokazanej)wskazuje
kwasowośćcyklopentadienuwynikazwyjątkowejtrwałościjegoanionu.
nato,żedodatkowy
Cykloheptatrien(związekonazwiezwyczajowejtropyliden)masześćelektronówπ.
elektronjonuuczestniczy
waromatycznym
Jednakżetesześćelektronówπwcykloheptatrienieniemożebyćwpełnizdelokalizowane
układzieπ-elektronowym
zpowoduobecnościgrupy—CH
2—,grupyktóraniemadostępnegoorbitalup(rys.14.12).
H
H
Cykloheptatrien
e–
H
e–
e–
e–
H
e–
e–
przerywadelokalizację
H
Tutajhybrydyzacjasp
H
H
H
–H:–
3
Kationcykloheptatrienylowy
H
H
e–
H
e–
e–
e–
H
e–
atomachwęglaumożliwiadelokalizację
e–
H
Hybrydyzacjasp
H
H
2nawszystkich
lub
+
RYS.14.10Cyklopentadienniejestaromatyczny,ponieważmatylkoczteryelektronyπ,
aatomwęglaohybrydyzacjisp
3uniemożliwiadelokalizacjęwokółcałegopierścienia.
Usunięciejednegozprotonówtworzyanioncyklopentadienylowy,któryjestaromatyczny,
ponieważma6elektronówπiwszystkieatomywęglamająorbitalp
RYS.14.12Cykloheptatrienniejestaromatyczny,mimożemasześćelektronówπ,
ponieważzawierawpierścieniuatomwęglaohybrydyzacjisp
3,któryuniemożliwia
delokalizacjęwcałympierścieniu.Usunięciejonuwodorkowego(H:
-)prowadzidokationu
cykloheptatrienylowego,któryjestaromatyczny,ponieważwszystkieatomywęglamają
orbitalp,acząsteczkaciąglemasześćelektronów
Gdycykloheptatrienulegniereakcjizregentemzdolnymoderwaćodniegojonwodor-
kowy,tworzykationcykloheptatrienylowy(tropyliowy).Cykloheptatrienmożeutracić
jonwodorkowyprzyniespodziewanychokazjach,akationcykloheptatrienylowyokazujesię
nadzwyczajtrwały.ZwidmaNMRkationucykloheptatrienylowegowynika,żewszystkie
