Ароматен въглеводород или арен[1] (понякога арилов въглеводород)[2] е въглеводород с циклична ненаситена структура и делокализиран резонансно π-електронен облак в нея. Терминът ароматни е предложен, тъй като много от първите известни аренови производни са смоли със сладникав аромат, но повечето ароматни въглеводороди са без мирис.
Класификация
Арените се делят на три големи групи, в зависимост от вида на ароматното ядро:
- Бензоидни арени: бензенът и производните му и анулените с обща формула (CH)2m, m = 2,3,4 и т.н. Те могат да бъдат моноциклични (алкил- и полиалкилбензени, например толуен, [18]анулен) или полициклични. Полицикличните бензоидни арени се делят на некондензирани (бифенил) и кондензирани (нафтален, антрацен, фенатрен и други).
- Небензоидни арени: ароматни въглеводороди с различен от 6π-електорнен облак. Те могат да бъдат неутрални (азулен) или заредени молекули (циклопропенилов катион, циклопентадиенилов анион).
- Хетероарени: отговарят на правилото на Хюкели поне един въглероден атом е заменен с хетероатом. Такива съединения са фуранът и пимиридинът.
Ароматност
Правило на Хюкел
За да бъде едно съединение ароматно, то трябва да спазва определено изисване, изведено през 1931 г. от Ерих Хюкел и кръстено на него. В органичната или неорганичната молекула трябва:[3]
- да съдържа система от атоми, свързани в пръстен;
- общо при всички атоми в пръстена да има 4n+2 π-електрона (това са всични електрони, участващи в π-връзки – главно p-, а по-рядко и d- и f-електрони). Ако пръстеновидно съединение има нечетен брой редуващи се двойни връзки, то най-вероятно е ароматно;
- молекулните орбитали на π-електроните да са разположени успоредно и да се припокриват ефективно.
Съществуват съединения, които не отговарят на правилото, а имат ароматен характер, например пирен.[4] По тази причина, когато правилото на Хюкел е изпълнено, съществуват още две изисвания съединението да е ароматно:[3]
- π-Електроните трябва до образуват резонансно стабилна молекулна орбитала, която да включва всички атоми от пръстена.
- π-Електроните заемат напълно всички съврзаваци π-МО по двойки електрони с противоположни спинове.
n | бр. π-e- | примери |
---|---|---|
0 | 2 | циклопропенилов катион |
6 | 1 | бензен, пирол, фуран, циклопентандиениди |
10 | 2 | нафтален |
14 | 3 | антрацен, фенантрен |
18 | 4 | [18]анулен |
26 | 6 | хемът на хемоглобина |
Физични свойства
Химични свойства
Източници
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.