芳香性与休克尔规则PPT课件
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芳香性、离域π键和休克尔规则
再局限在两个原子之间的区域，而是在多个原子之间
运动，从而把这多个原子键合起来。所以也叫大Π键 ，或多原子π键。 一般生成离域π键的体系，其能量都比按对应的 经典定域键结构式所估计的要低。这个降低的数值称
为离域能。
(1) 离域π键 的形成条件 ①所有参与离域π键的原子都必须在同一平面内， 即连接这些原子的中心原子只能采取sp或sp2杂化。 ②所有参与离域π键的原子都必须提供一个或两个 相互平行的p轨道。 ③参与离域π键的p轨道上的电子数必须小于2 倍的p轨道数。
五. 同芳香性
同芳香性是指某些共轭双键的环被一个或两 个亚甲基所隔开，这个亚个基在环平面之外， 使环上的л电子构成芳香体系。 以环辛三烯正离子为例：
环壬三烯正离子有两个亚甲甚、它们在环 平面之外构成双同芳香体系：
思考题：判断下列结构有无芳香性
（11）环壬四烯负离子
离域π键
离域π键
把分子轨道理论的一些结果，引入价键理论，来 解释分子的结构和一些性质，产生了离域 π键的概念。 离域π键不同于两原子间的π键，是由三个或三个 以上原子形成的π键。不像普通π键，它的成键电子不
例析离域π键
NO3
CO32
SO3
H2C＝CH－CH＝CH2
例析离域π键
6 4
BF3
4 3
SO2
4 3
O3
6 6
C 6H 6
2个 3 CO2
4
HN3 sp sp sp2
例析离域π键
4 3
NO
2
5 3
2个 3
4
ClO2 OCN-
6 5
N 2O 3
例析离域π键
C C
CH
芳香性、离域π键和休克尔规则..共52页文档
芳香性、离域π键和休克尔规则..
•
46、寓形宇内复几时，曷见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
•
46、寓形宇内复几时，曷见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢！
芳香性的判断
苯既具有平面的离域体系，电子数也符合4n+2规则； 萘、蒽、菲等也满足休克尔规则，因此都具有芳香性。
专题一
芳香性与休克尔规则
二、非苯型芳香烃
一些不含苯环的环烯，因符合休克尔规则，故也具有 芳香性，此类烃叫做非苯芳香烃。
（一）轮烯
[10]轮烯
[14]轮烯 [18]轮烯
专题一
芳香性与休克尔规则
二、非苯型芳香烃
专题一
芳香性与休克尔规则
三、休克尔规则的修正
1954年伯朗特(Platt)提出了周边修正法，认为可以 忽略中间的桥键而直接计算外围的电子数，对Hückel规则 进行了完善和补充。
两个前提：
使尽量多的双键处在外周上； 处在外周内外的双键写成其共振的正负电荷形式；
专题一
芳香性与休克尔规则
三、休克尔规则的修正
（二）芳香离子
环丙烯 正离子
环戊二烯 负离子
环庚三烯 正离子
专题一
芳香性与休克尔规则
二、非苯型芳香烃
（三）稠合环系
薁（蓝烃），为青蓝色片状物，符合休克尔规则具有芳香性
薁能发生典型的亲电取Βιβλιοθήκη 反应，取代基主要进入1位专题一
芳香性与休克尔规则
判断下列是否芳香性？
16个电子
12个电子
8个电子
都具有芳香性！
专题一
芳香性与休克尔规则
芳香性与休克尔规则
萘、蒽、菲等含有苯环的化合物与苯具有类似的性质， 它们都具有芳香性。因而称之为芳香化合物。
环状化合物，稳定不易开环 高度不饱和，易发生亲电取代而不易发生加成反应
平面分子，具有共轭体系
专题一
芳香性与休克尔规则
一、休克尔规则
成环原子处于同一平面，形成一个闭合的环状π电子 离域体系，且π电子数为4n+2(n = 0,1,2…)时，化合物 具有芳香性。
第四章 休克尔(Hückel) 分子轨道理论PPT课件
0
c1 ( E)c2 c3
0
c2 ( E)c3 c4 0
c3 ( E)c4 0
28.07.2020
15
25/93
量子化学 第四章
系数有非零解，则下列 久期行列式等于零：
E 0 0 E 0
0
0 E 0 0 E
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设：x E
x100 1 x10
0 01 x1 001 x
量子化学 第四章
4.1 变分法
设体系哈密顿算符 的本征值按大小次序排列为： E0≤E1≤E2≤…Ei≤…
等号表示有简并态情形。 设属于每个本征值的本征函数分别为： 0 , 1 , 2 , …,i ,…
则存在 的系列本征方程：
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量子化学 第四章
根据厄米算符本征函数的性质，i, i0,1,2
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量子化学 第四章
4.1 变分法 4.2 休克尔分子轨道法 4.3 分子对称性在HMO方法中的应用 4.4 电荷密度 4.5 键级、成键度和自由价 4.6 共轭分子的稳定性和反应性 4.7 前线轨道理论及其在化学反应中的应用
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量子化学 第四章
若取 x(lx) 作为波函数，
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量子化学 第四章
err1.3%
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量子化学 第四章
1. 变分原理
体系 :
试探波函数
？
Ψ为一合格的波函数
0 真实波函数
变分原理
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变分过程
量子化学 第四章
芳香性、离域π键和休克尔规则
(b) 可以解释键角的变化 对于NH3与NF3，∠HNH＞∠FNF，
而对于PH3与PF3，∠HPH＜∠FPF。
两者是反序的，这是因为后者是由于F原子上
的孤对电子对占有P原子上的3d空轨道，增强了P原
子上的电子云密度，使成键电子对之间的排斥力增 大，所以键角变大。
超 共 轭 效 应
超 共 轭 效 应
C+
26 26
3个
6 6
18 19
休克尔规则 规则表明，对完全共轭的、单环的、平面多烯 来说，具有（4n+2）个 π电子（这里n是大于或等 于零的整数）的分子，可能具有特殊芳香稳定性。
每个C原子以SP2杂化，分别与两个 C及一个H原子成3个 键，剩余 一个p轨道，与杂化轨道垂直，N 原子SP2杂化，成三个单键，剩余 一个P轨道，一对孤对电子，最后 6 形成 。 4
(1)环丁二烯
环丁二烯不稳定
环丁二烯的取代衍生物有较 大的稳定性。1,2,3-三叔丁基 环丁二烯可以在-70℃的溶液 中存在一段时间
2，3，4-三叔丁基环丁二烯甲酸甲酯在室 温下可以分离出来。
它们环中的键长是不相等的，明显有单 键、双键的区别。前者为0.1506nm，后者 为0.1376nm。
(2) d－p π键的应用
(a) 可以解释共价分子几何构型 (SiH3)3N与(CH3)3N有不同的几何构型，前者为平
面三角形，后者为三角锥型。这是由于在(SiH3)3N中N 原子可以采取sp2杂化，未杂化的2p轨道（有一对孤对
电子对）可以“肩并肩”地与Si原子的3d空轨道重叠
而形成d－pπ键，使平面三角形结构得以稳定。 (CH3)3N中的C原子不存在d价轨道，所以N原子必须采 取sp3杂化，留给孤对电子对以合适的空间。
休克尔规则ppt课件
练习1： 指出下列化合物那些具有芳香性
⑴ =6
⑵ =8
⑶
=5
·
⑷
=4 +
⑸
⑹
sp=312
=8
⑺ =- 6 ⑻ =10
⑼ =6 ⑽
H=H18H
HHH
⑾
=6
CH2=CH-CH=CH-CH=CH2
①环状闭合共轭体系 ⑾ ⑼
②=4n+2 ⑵ 、⑶、 ⑷、⑸、⑹
3
作业
1、判断系列化合物哪些没有芳香性？
CH3
非苯芳烃
只有苯具有芳香性吗？ 苯有共轭同系物吗？
芳性(稳定性)——易取代，不易加成、氧化。
——比丁二烯反更 反芳性物质
活泼，很不稳定。
(共振能为负值)
——与辛四烯反应相 当。并非平面分子。
非芳性物质
1、休克尔规则 ——环状闭合共轭体系，如果：π电子数= 4n+2 (n=0,1,2,3,4,5)，具有芳香性。
CH3
①
②
③
④
-
⑤
⑥
⑦
·
4
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5
如果：π电子数= 4n，具有反芳性。 如果：π电子数≠ 4n≠ 4n+2 ，具有非芳性。 1
2、非苯芳烃的判断
=2 =6 =6 两环合计 =10
（1）单环 +
-
（2）稠环 +
（3）富烯
+ =2
两环分计
薁
- =6
=10
× （4）轮烯： H H
=14
HH HH
＞26，休克规则无效
=18
HHH HHH
2
有机化学第7章,ppt课件
7.4.1 反应类型及反应机理
1. 亲电取代反应概述
+
+ E
HEsp3杂E化sp2杂化
+
E
+
+ -H
+H+
亲电试剂 π络合物 σ络合物 取代苯
+H E H E+
讨论：1.当过渡态 + 比 + 稳定时，中间体 σ
络合物较难形成，一旦形成后很快转化成产物。
+H E
H E+
2.当过渡态 + 比 + 能量相近时，
ψ3
无节面
ψ1 苯的π 电子分子轨道重叠情况
7.3 单环芳香烃的物理性质
物理性质 苯和其同系物的芳烃一般都溶剂，如 乙醚、CCl4 、石油醚等非极性溶剂。具有一定 的毒性，吸入过量苯蒸气，急性中毒引起神经性 头昏，并可发生再生障碍性贫血，急性白血病； 慢性中毒造成肝损伤。
4. 6电子体系有中性分子、碳正离子和碳负离子。 —
苯
环 戊 二 烯 负 离 子
3. 10 π电子体系（ n=2）
环辛四烯双负离子
126°46 ' 0.1334nm2K, THF
K
=
= 2K+
0.1462nm
K
成环C不在同一平面 无
π 电子=8
芳
不能形成环状共轭体系 性
成环C在同一平面 有芳 π 电子=10 n=2 性
三苯甲烷
萘
7.1.2 按4n+2规则的n分类
1. 2 π电子体系（ n=0）
2.
具两个电子的环状结构是稳定的，有芳香
Ph性。
Ph
Ph Ph
+
芳香性 离域π键和休克尔规则
（6）[18]轮烯
[18]轮烯具有芳香性。这个环大到足以使环内
氢不再互相排斥，环也没有角张力。X-射线衍射测
定这个环是平面的，键长0.138至0.142nm，不是交
替键长。核磁共振谱显示有反磁环流，分子的化学
性质也属芳香性类型。
更大的轮烯如[20]轮烯、[22]轮烯、 [24]轮烯均已合成。核磁共振显示只有 [22]轮烯是芳香性的，而[20]轮烯、 [24]轮烯均无芳香性，说明休克尔规则 普遍适用于这些轮烯。
例析离域π键
NO
3
CO
2 3
SO3
H2C＝CH－CH＝CH2
例析离域π键
6 4
BF3
4 3
SO2
4 3
O3
6 6
C6H6
2个
4 3
CO2
HN3 sp sp sp2
例析离域π键
4 3
5 3
2个
4 3
6 5
NO
2
ClO2 OCN-
N2O3
例析离域π键
CC
26 26
CH
3个 6 6
C+
18 19
环状多烯烃类。它们有的很稳定，有的不稳定。有
的在自然界存在，有的是实验室间接证明的东西。
命名或书写时通常是把成环碳原子数置于词前并 定在方括弧内，例如苯可以看作是[6]轮烯，环辛 四烯是[8]轮烯，但一般是把较大的环称作轮烯。
这类化合物如果是在一个平面上并含有4n+2π 电子的应具有芳香性。
(1)环丁二烯
H
H
H
H
+
+
H
H
（2） 环丁二烯双正离子
按照Hückel规则，环丁二烯双正离子 应具有芳香性。如下列化合物
第三十一章芳香性
轭体系，实际性质上与苯截然不同，具有明显的烯的性
质。
尤其是合成的环丁二烯极不稳定，只有在5K的超低温下，才 能分离出来，温度升高立即聚合。它们都不具有芳香性。 可见对于芳香族化合物来说，仅有π电子的离域作用还是不 够的。 1931年休克尔用分子轨道法计算环的稳定性，得出结论： 休克尔规律： 一个具有同平面的、环状闭合共轭体系的单环烯，只有当 它的π电子数为4n+2时，才具有芳香性。 4n+2 n = 0，1，2，3‥ ‥ ‥
①. 芳香化合物是环状化合物，比相应的开链化合物稳
定，环不易破坏。
②. 芳香化合物虽是高度不饱和的，但它们易与亲电试剂 发生取代反应，而不易发生加成 ③. 芳香化合物是环状的平面的（或近似平面）分子，为 一闭合的共轭体系。
2. 休克尔（Huckel）规律
苯、萘、蒽、菲等结构的共同特点是π 电子离域。根据 这一设想，化学家们试图合成一些新的类型的具有芳香 性的化合物。1912年合成的环辛四烯，形式上是一个共
当4n+2 = 2，6，10，14 ‥ ‥ ‥有芳香性
注意： n 不能趋于无穷大。
结构特点：环中所有碳原子在一个平面，形成环状共轭体系。
且当环中π电子数符和4n+2 时，此化合物具有芳香性。
注意：对于稠环芳烃当桥健上的原子为两个环共有时，
休克尔规则也适用。当桥健上的原子为三个环共
有时，休克尔规则不适用。 例： 10 14 14 π电子数满足4n+2 ，且环中所有碳原子在一个平面，形成
环状共轭体系，所以，它们都具有芳香性。
3. 非苯芳香化合物 定义：不含苯环的，电子数符合4n+2的环烯，具有芳香性。 称这类化合物为非苯芳香化合物。 1). 环丙烯正离子
芳香性与休克尔规则PPT课件
C60的体积与病毒活性中心的孔穴大小相匹配，有可能 堵住洞口，切断病毒的营养供给。研究表明：富勒烯 类化 合物在抗爱滋病毒，酶活性抑制、切割DNA、光动力学治 疗等方面具有独特的功效。富勒烯化合物在生化、医学、 药物学等领域具有良好的应用前景。
.
15
它无芳香性。
.
12
作业
P67 作业本 3（单数） 、4、6、9、 10（写出相关方程式）
自己做 3（双数）、 5、7、8、12
.
13
.
14
三维球形芳香分子——富勒烯 C60
C60是由60个碳原子组成的球型分 子，包含12个五元环和20个六元环。其 分子中的杂化轨道界于石墨的sp2和金 刚石sp3杂化之间，σ键沿球面方向， 而键则垂直分布在球的内外表面，形成 3维球状芳香分子。
第4.3节 芳香性与休克尔规则 ( aromatic and Hückel Ruቤተ መጻሕፍቲ ባይዱe)
主要内容 休克尔(Hückel)规则 重要的非苯型芳香烃
.
1
学习要求
1.理解和掌握非苯芳烃的休克尔 （E.Hückel）规则。
2.掌握几种具有芳香性环多烯
.
2
一 休克尔规则
例如：
6个π 电子 n=1
10个π 电子 n=2
环戊二烯负离子和环 庚三烯正离子稠合
78 6
54
1 2
3
天 蓝 色 片 状 固 体 ， 熔 点 90° 含 10个 π电 子 ， 成 环 C都 在 同 一 平 面 是 闭 环 共 轭 体 系 ， 有 芳 性
抗菌和镇痛等作用。
.
11
只有环戊二烯负离子、环庚三烯正离子和环辛
四烯二负离子满足HÜ ckel规则，具有芳香性，其
芳香性、离域π键和休克尔规则
Fe
(4) 环庚三烯正离子
七元环的环庚三烯正离子含有6个π电子，按照Hü ckel 规则应具有芳香性。
环庚三烯与溴加成得到二溴化物，后者在 700C时加热失 去一分子溴化氢得一黄色物质，在乙醇中重结晶得黄色棱 状晶体,NMR谱显示δ=9.18ppm单峰，表明为芳香对称结构.
(5) 环壬四烯负离子
+
H H H
H CH3-CH 即 H C CH3 H 。+ 2 C
+
H
C C
+
H H H H
9个 H 超共轭
6个 H 超共轭
H CH3－CH2 即 。 1 C+
+
H H
C
C H
+
H
+
CH3 即
H
C H
+
H
3个 H 超共轭
无 H 超共轭
∴ C+稳定性：3°＞2°＞1°＞CH3+ 同理，自由基的稳定性：3°＞ 2°＞1°＞· CH3
（6）[18]轮烯
[18]轮烯具有芳香性。这个环大到足以使环内 氢不再互相排斥，环也没有角张力。X-射线衍射测 定这个环是平面的，键长0.138至0.142nm，不是 交替键长。核磁共振谱显示有反磁环流，分子的化 学性质也属芳香性类型。
更大的轮烯如[20]轮烯、[22]轮烯、 [24]轮烯均已合成。核磁共振显示只有 [22]轮烯是芳香性的，而[20]轮烯、 [24]轮烯均无芳香性，说明休克尔规则 普遍适用于这些轮烯。
自由基的稳定性
CH2 CHCH2
均裂
H
CH2
CHCH2
H
H=359.8kJ/mol (88kcal/mol)
副本(1)7 第七章 有机化合物的芳香性
(CH)10
H H
十碳五烯， 10-轮烯 或 [10]轮烯
2021/7/9
18
3.判别轮烯芳香性的原则
（1）轮烯是非扩张环，有环内氢与环外氢。环内氢在高场， 环外氢在低场时有芳香性。
（2）环碳必须处在同一平面内。
（3）符合4n+2规则。
HH
HH HH
10-轮烯因环内氢 的相互作用，使 C不能同处在同 一平面内，无芳 香性。
2021/7/9
11
+ FeCl2 MgBr
C2H5Br
C2H5 Fe
C2H5
H2SO4/ HO Ac
SO3H Fe
Fe
SO3H
Ac2O AlCl3
C O C H3
Fe C O C H3
HNO 3 [O ]
+
Fe
➢解释
2021/7/9
杯烯
为何具有芳香性？
+-
……….
12
7.1.3 .2 中环芳烃结构
3. 反同芳香性
反同芳香性是指：共平面，π电子数与p电子总数为4n，
共平面的原子均为sp2或sp杂化的轮烯，带有不与轮烯共平面 的取代基或桥。
通常情况下，具有芳香结构或同芳香结构的物质4n+2体 系，不易得到或失去电子成为反芳香结构或反同芳香结构的 4n体系，因为芳香结构和同芳香结构比反芳香结构和反同芳 香结构的稳定性好。
1
89 2
7
3610+45薁
1.0D
+
五元环和七元环均 有芳香性，亲电取 代反应主要在五元 环上发生，1，3位 易被取代。
2021/7/9
15
2. 八元环
环辛四烯是非芳香性的。在金属钾的作用下，环辛四烯可转 变为环辛四烯负离子。分子的形状由非平面型转化成平面八边形， π电子数为10，符合Huckle规则，构成了芳香体系。
芳香性离域键和休克尔规则最全PPT
Fe
(4) 环庚三烯正离子
七元环的环庚三烯正离子含有6个π电子，按照Hückel规 则应具有芳香性。
环庚三烯与溴加成得到二溴化物，后者在700C时加热失 去一分子溴化氢得一黄色物质，在乙醇中重结晶得黄色棱状 晶体,NMR谱显示δ=9.18ppm单峰，表明为芳香对称结构.
(5) 环壬四烯负离子
，来容纳P原子的孤对电子对，形成P︰ O的σ配键。
二茂铁[Fe(C5H5)2]是芳香性的环戊二烯负离子的另一特例。
子，符合Hückel规则，是芳香化合物。 二茂铁[Fe(C5H5)2]是芳香性的环戊二烯负离子的另一特例。
(2) d－p π键的应用
每个碳原子在32面体的顶点上，均以SP2或近似SP2杂化轨道与相邻碳原子形成3个σ键，每个碳原子剩下的一个P轨道或近似P轨道彼
பைடு நூலகம்HH
+ H+
二茂铁[Fe(C5H5)2]
二茂铁[Fe(C5H5)2]是芳香性的环戊二烯负离子的 另一特例。二茂铁是π络合物类的金属有机化合物， 由两个环戊二烯负离子与亚铁离子构成一种夹心结 构，桔红色，熔点173℃。可以用环戊二烯钠与氯 化亚铁在四氢呋喃中反应或用环戊二烯在二乙胺存 在下直接与亚铁盐反应制备。
其要点是:化合物是轮烯,共平面, 它的π电子数为4n+2 (n为0,1,2,3…,n整数), 共面的原子均为sp2或sp杂化。
一、非苯芳烃举例
1．芳香离子
（1） 环丙烯正离子 环丙烯体系有一个成 键轨道和一对反键轨道，环丙烯正离子的2个 电子占据成键轨道，其碳-碳键长都是 0.140nm，π电子及正电荷离域于三元环共轭 体系中，是芳香性的。
H
H
H
H
+
芳香性的Huckel规则
一、Huckel规则
概念：一个具有同平面的环状闭合共轭体系的单环多烯化合物，只有当它的π电子数为4n+2时，才可能有芳香族的稳定性。
根据分子轨道理论，n个原子轨道可组成n个分子轨道，其中，成键轨道的能量低于原子轨道的能量，反键轨道的能量高于原子轨道的能量，非键轨道的能量等于原子轨道的能量。
画出顶角朝下的圆内接正n边形，则每一个顶角的位置相当于一个分子轨道的能级，圆心的水平位置相当于未成键的原子轨道能级。
在圆心水平位置以下的顶角是成键轨道，处在圆心水平位置以上的顶角是反键轨道。
电子在分子轨道的填充方式，遵守能量最低原理和Hund规则。
当所有的成键轨道都被自旋成对的电子充满，非键原子轨道也同样全充满或全空时，为稳定的闭壳层结构。
当单环共轭体系的π电子数为4n+2时，即有2，6，10，……个电子时，电子恰好填满成键轨道。
分子能量比相应的直链共轭多烯烃低，分子具有芳香性。
当π电子数为4n时，如4，8，12，……时，在两个非键分子轨道中有两个自旋平行单电子，相当两个自由基电子，因此特别不稳定。
与相应开链的共轭烯烃比较反而能量更高，不具芳香性，是反芳香性分子。
二、方向性的特性
1、独特的化学性质。
芳香族化合物虽然是高度不饱和的，但与其他不饱和烃不同，难发生加成和氧化反应，易于发生取代反应。
2、芳香族化合物在结构上都是具有共平面的环状封闭共轭体系，环上的每个原子都有一个垂直于环平面的p轨道而形成大π键。
3、独特的光谱学性质。
芳香族化合物的π电子环流，在外加磁场的作用下产生诱导磁场，处于去屏蔽区的芳环氢质子的化学位移移向低场，δ值一般在7左右。
5.3.4 芳香性与Hückel规则
5.3.4 芳香性与Hückel规则
芳香性化合物不容易发生加
成反应，但容易发生亲电取代反
应，这和不饱和烃类化合物具有
明显的区别。
Hückel规则解释了具有芳香
性的化合物的结构特点，是芳香
性的重要判据。
[18]轮烯的
结构与芳香性
一. 芳烃的化学性质与芳香性
与烯烃和炔烃等不饱和烃相比，芳环不易发生加成反应，但容易发生亲电取代反应，这种性质是由芳环的结构所决定的。
Hückel规则——芳香性的判据
1.环状平面结构
2.连续的环状共轭体系
3.π电子数是4n+2（n=0，1，2，…）
二. 轮烯的结构
具有单环结构的共轭多烯烃为轮烯。
[4]轮烯[6]轮烯[8]轮烯[10]轮烯[12]轮烯[14]轮烯[18]轮烯环丁二烯苯
环辛四烯
环癸五烯
[4]轮烯
反芳香性
[6]轮烯
芳香性
[8]轮烯
非芳香性
[10]轮烯
非芳香性
[12]轮烯
非芳香性
[14]轮烯
非芳香性
[18]轮烯
芳香性
三. 其他的环状结构的芳香性
其他的五元及多元环状结构及其离子的芳香性。
环戊二烯(无芳香性)环戊二烯基自由基(非芳香性)
环戊二烯基正离子(反芳香性)环戊二烯基负离子(芳香性)
1,3,5-环庚三烯(非芳香性)环辛四烯基二价正离子和二价负离子(芳香性)
1,3,5-环庚三烯基正离子(芳香性)
四. 其他的芳环和杂芳环
萘(芳香性)蒽(芳香性)菲(芳香性)
吡啶(芳香性)
薁(芳香性)吡咯(芳香性)。
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7
2. 环戊二烯负离子
环戊二烯负离子 ，具有6个π电子， 6个π电 子完全离域，符合4n＋2（n=1）规则，具有芳 香性。
.
8
3 环庚三烯正离子
环庚三烯正离子具有环状平面共轭体系，具 有6个π电子， 6个π电子完全离域，符合4n＋2 （n=1）规则，具有芳香性。
.
9
4. 环辛四烯二负离子
环辛四烯
π电子数为 8，不 符合 4n＋2休克尔 原则，本身没有芳 香性；8个碳原子 不在一个平面上， 构成一个船形。
2e
从外界得到2个电子 环辛四烯二负离子
平面正八边形的大π离域体 系，π电子数为10，符合4n ＋2(n=2)规则，具有芳香性。
.
10
(二) 薁（azulene）——C10H8 （蓝烃）
π电子数为10，符合4n＋2(n=2)规则，具 有环状平面共轭体系，具有芳香性。
它无芳香性。
.
12
作业
P67 作业本 3（单数） 、4、6、9、 10（写出相关方程式）
自己做 3（双数）、 5、7、8、12
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13
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14
三维球形芳香分子——富勒烯 C60
C60是由60个碳原子组成的球型分 子，包含12个五元环和20个六元环。其 分子中的杂化轨道界于石墨的sp2和金 刚石sp3杂化之间，σ键沿球面方向， 而键则垂直分布在球的内外表面，形成 3维球状芳香分子。
第4.3节 芳香性与休克尔规则 ( aromatic and Hückel Rule)
主要内容 休克尔(Hückel)规则 重要的非苯型芳香烃
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1
学习要求
1.理解和掌握非苯芳烃的休克尔 （E.Hückel）规则。
2.掌握几种具有芳香性环多烯
.பைடு நூலகம்
2
一 休克尔规则
例如：
6个π 电子 n=1
10个π 电子 n=2
凡符合休克尔规则，表现出芳香性，但不具有苯
环的烃类化合物，称作非苯系芳烃。
.
5
二 重要的非苯型芳香烃 （一） 环多烯离子
环丙烯正离子、环戊二烯负离子、环庚三 烯正离子、环辛四烯二负离子都具有芳香性。
.
6
1 环丙烯正离子
环丙烯正离子，具有2个π电子， 2个π电子 完全离域，平均分布在3个碳原子上，符合4n＋2 （n=0）规则，具有芳香性。
环戊二烯负离子和环 庚三烯正离子稠合
78 6
54
1 2
3
天 蓝 色 片 状 固 体 ， 熔 点 90° 含 10个 π电 子 ， 成 环 C都 在 同 一 平 面 是 闭 环 共 轭 体 系 ， 有 芳 性
抗菌和镇痛等作用。
.
11
只有环戊二烯负离子、环庚三烯正离子和环辛
四烯二负离子满足HÜ ckel规则，具有芳香性，其
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4
休克尔规则——判断芳香性体系的规则， 满足三个条件。
(1)成环原子共平面或接近于平面 ； (2) 环上的每个原子采取sp2，具有相互平行的p 轨道； (3) 环状闭合共轭体系; (4) 环上π电子数为4n+2 (n= 0、1、2……)；
休克尔规则把芳香性概念由苯系芳烃扩展到
非苯系芳香烃，以致于扩展到芳香杂环化合物中。
苯、萘是平面型分子，分子中存在着环状的闭 合共轭体系，π电子云高度离域，所以具有“芳香 性”。
但有些不具有苯环结构的烃类化合物，也具有 一定的“芳香性”。这类化合物称为非苯系芳香烃。
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3
1931年，休克尔（E.Huckel）提出了一个判 断芳香性体系的规则。
如果一个单环状化合物具有平面的离域体系， π电子数为4n+2（n=0,1,2,…整数），就具有芳香 性。这就是休克尔规则，也叫做4n+2规则。
C60的体积与病毒活性中心的孔穴大小相匹配，有可能 堵住洞口，切断病毒的营养供给。研究表明：富勒烯 类化 合物在抗爱滋病毒，酶活性抑制、切割DNA、光动力学治 疗等方面具有独特的功效。富勒烯化合物在生化、医学、 药物学等领域具有良好的应用前景。
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