Związki aromatyczne

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Delokalizacja elektronów z orbitali p w cząsteczce benzenu

Związki aromatycznezwiązki chemiczne, z reguły organiczne, posiadające w cząsteczce zdelokalizowane elektrony π, tworzące tzw. układ aromatyczny. Zapewnia on cząsteczce dużo większą trwałość niż należałoby oczekiwać dla związku zawierającego wiązania podwójne.

Warunki aromatyczności:

Orbitale p w cząsteczce pirydyny ulegające delokalizacji oraz orbital sp2 atomu azotu z wolną parą elektronową

Problem struktury związków aromatycznych pojawił się, gdy zaobserwowano ich właściwości bardzo odbiegające od przewidzianych na podstawie wzorów strukturalnych. Były bardzo trwałe, nie reagowały w reakcji addycji, ulegały natomiast substytucji. By wyjaśnić te właściwości, zaproponowano, że wiązania podwójne w pierścieniu zlewają się ze sobą, tworząc jedną zdelokalizowaną chmurę elektronową. Żaden z tworzących ją elektronów nie jest przypisany do konkretnego atomu węgla. Budowę opisuje teoria rezonansu, zgodnie z którą budowy cząsteczki (rozmieszczenia w niej elektronów) nie można opisać jednym wzorem, jest ona zaś hybrydą (formą pośrednią) kilku różnych form różniących się jedynie rozmieszczeniem elektronów.

Najprostszy przedstawiciel obojętnych węglowodorów aromatycznych to benzen, w którym zdelokalizowane elektrony π pochodzą z układu trzech sprzężonych wiązań podwójnych. Najmniejszymi cząsteczkami aromatycznymi są trójatomowe pierścienie kationów cyklopropenylowych, zawierające dwa elektrony zdelokalizowane (n = 0 w regule Hückla). Zostały one przewidziane teoretycznie w roku 1952[2], a pierwszy związek tego typu (trwały, krystaliczny fluoroboran 1,2,3-trifenylcyklopropenylowy) otrzymał Ronald Breslow w 1957[3]. W 1970 Breslow (wraz z Johnem T. Grovesem) otrzymał kilka soli niepodstawionego kationu cyklopropenylowego[4]. Najprostszym przedstawicielem anionowych związków aromatycznych jest jon cyklopentadienylowy, występujący np. w ferrocenie.

W związkach heterocyklicznych jedna ze zdelokalizowanych par elektronowych może pochodzić w całości od heteroatomu, np. w cząsteczce furanu cztery elektrony π pochodzą z dwóch sprzężonych wiązań podwójnych, a dwa elektrony π pochodzą z wolnej pary elektronowej atom tlenu. Natomiast w pirydynie atom azotu dostarcza tylko jednego elektronu π.

Związki zbudowane z wielu skondensowanych pierścieni aromatycznych znane są jako wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAH).

Przykładem nieorganicznego związku aromatycznego jest borazol.

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. Publikacja w otwartym dostępie – możesz ją bezpłatnie przeczytać Hückel (4n + 2) rule [w:] A.D. McNaught, A. Wilkinson, Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, ISBN 0-9678550-9-8. Wersja internetowa: M. Nic, J. Jirat, B. Kosata, Hückel (4n + 2) rule, A. Jenkins (aktualizowanie), 2006–, DOI10.1351/goldbook.H02867 (ang.).
  2. John D. Roberts, Andrew Streitwieser Jr., Clare M. Regan. Small-Ring Compounds. X. Molecular Orbital Calculations of Properties of Some Small-Ring Hydrocarbons and Free Radicals. „J. Am. Chem.Soc.”. 74 (18), s. 4579–4582, 1952. DOI: 10.1021/ja01138a038. 
  3. Ronald Breslow. Synthesis of the s-triphenylcyclopropenyl cation. „J. Am. Chem. Soc.”. 79 (19), s. 5318, 1957. DOI: 10.1021/ja01576a067. 
  4. Ronald Breslow, John T. Groves. Cyclopropenyl cation. Synthesis and characterization. „J. Am. Chem. Soc.”. 92 (4), s. 984–987, 1970. DOI: 10.1021/ja00707a040. 

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  1. Robert T. Morrison, Robert N. Boyd: Chemia organiczna. T. 1-2. Warszawa: PWN, 1985, s. 391-395. ISBN 83-01-04166-8.