Wir haben über aromatische und antiaromatische Verbindungen gesprochen, die auf der Grundlage der Hückelschen Regel erkannt werden.
Kurz gesagt, unterscheiden sich aromatische und antiaromatische Verbindungen nur durch die Anzahl der Elektronen, die sie im konjugierten System haben. Alle anderen Kriterien – zyklisch, planar und vollständig konjugiert zu sein – sind für beide Kategorien ein Muss:
Es gibt noch eine dritte Klasse von Verbindungen, die wir diskutieren müssen: Das sind die nichtaromatischen oder nicht aromatischen Verbindungen. Wie der Name schon sagt, haben nicht-aromatische Verbindungen wirklich nichts mit der Aromatizität zu tun (na ja, fast).
Zum Beispiel: Ist diese Verbindung aromatisch?
Sie würden sich fragen, wie das aromatisch sein soll?
Und das ist die Idee, nicht-aromatische Verbindungen sind diejenigen, die nicht mit den aromatischen und antiaromatischen Verbindungen verwandt sind:
In der Tat, wenn einer dieser Faktoren – zyklisch, planar, vollständig konjugiert – nicht übereinstimmt, wird die Verbindung als nicht-aromatisch bezeichnet.
Manchmal ist es jedoch nicht so offensichtlich, weil einige Moleküle aufgrund der oben genannten Faktoren aussehen, als seien sie aromatisch oder antiaromatisch.
Ein gutes Beispiel ist Cyclooctatetraen, über das wir bereits gesprochen haben:
Es sieht aus wie ein perfekter Kandidat, um als antiaromatisch bezeichnet zu werden – zyklisch, planar, vollständig konjugiert und 8 Elektronen (4n-Formel für antiaromatische Verbindungen).
Erinnern Sie sich jedoch an das, was wir über antiaromatische Verbindungen gesagt haben – wenn das Molekül eine Möglichkeit hat, zu vermeiden, antiaromatisch zu sein, wird es das tun.
Wie also vermeidet Cyclooctatetraen, antiaromatisch zu sein?
Die Antwort ist, dass es eine Geometrie annimmt, die nicht planar (flach) ist:
Die Doppelbindungen sind nicht in Resonanz, da sich die p-Orbitale benachbarter Doppelbindungen nicht überlappen können. Sie sind wie getrennte Alkene, weshalb Cyclooctatetraen regelmäßig elektrophile Additionsreaktionen durchläuft, die Alkene auch bei noch niedrigeren Temperaturen durchlaufen, da das Loswerden einer Doppelbindung einige der mit dieser Geometrie verbundenen Spannungen freisetzt:
Ein weiteres Beispiel ist -Annulen, das 10 π-Elektronen besitzt und damit die 4n+2-Regel von Huckel erfüllt.
Allerdings ist es nicht aromatisch, weil es keine planare Geometrie annehmen kann. Das Problem ist der fehlende Platz für die inneren Wasserstoffe:
Wenn die Kohlenstoffe verbunden würden und damit diese Wasserstoffe wegfielen, hätten wir Naphthalin, das nun planar ist, und es ist aromatisch:
Man beachte, dass viele Verbindungen nicht-aromatisch sein können, weil sie aus der aromatisch-antiaromatischen Reihe herausfallen, sobald nur eines der Kriterien – zyklisch, planar, vollständig konjugiert – nicht erfüllt ist.
Der Antiaromat hingegen ist sehr spezifisch (und dem Aromaten sehr ähnlich) – er muss alle diese Kriterien erfüllen, hat aber statt 4n+2 Elektronen nur 4n. Und das macht antiaromatische Verbindungen sehr selten, weil diese spezielle Kombination energetisch ungünstig ist.
So, lassen Sie uns ein kleines zusammenfassendes Flussdiagramm zur Identifizierung von aromatischen, antiaromatischen und nicht-aromatischen Verbindungen erstellen:
Und schließlich sollten Sie nicht vergessen, dass aromatisch zu sein keine Voraussetzung für Stabilität ist. Wenn ein Molekül nicht aromatisch ist, ist es nicht unbedingt instabil. Auch wenn es nichtaromatische Verbindungen gibt, die besonders stabil sind, bezieht sich die allgemeine Aussage nur auf antiaromatische Verbindungen.
Nachfolgend finden Sie einige Beispiele, mit denen Sie üben können, Verbindungen als aromatisch, nichtaromatisch oder antiaromatisch einzustufen.
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