芳香性

芳香性的判据—休克尔规则
Hückel规则：一个单环化合物只要具有平面离域体系，
它的 π 电子数为 4n+2(n=0,1,2,3，…整数），就有芳香 性(当 n>7 时，有例外）.其中n相当于简并的成键轨道 和非键轨道的组数。
凡符合休克尔规则，具有芳香性. 非苯芳烃：不含苯环的具有芳香性的烃类化合物
从性质上看，芳香化合物的芳环一般都难以氧化、加
成，而易于发生亲电取代反应。它们还具有一些特殊 的光谱特征，如芳环环外氢的化学位移处于核磁共振 的低场，而环内氢处于高场。
这就是人们常说的芳香性
苯，芳香化合物最典型代表
苯分子的六个碳原子和六个氢原子 都在一个平面内，因此它是一个平 面分子，六个碳原子组成一个正六 边形，碳碳键长是均等的，约为 140pm，介于单键和双键之间。碳 氢键键长为108pm，所有的键角都 为120°。
莫比乌斯体系
将Hückel体系共轭分子，以一个端点碳原子为原点，把分子链
上的其它碳原子,在共轭平面中作扭转，其结果恰好使另一个 端点碳原子转动180°，然后，再将头尾两个碳原子相连，使 之形成单环共轭多烯烃.在这类单环共轭多烯烃中，头尾两个 碳原子的p轨道位相相反（或位相转换数为1）.这种体系叫莫 比乌斯体系.
非苯芳烃有：①芳香离子②轮烯③并联环系化合物
芳香离子：某些烃无芳香性，但转变成离子后，则有可
能显示芳香性。 如：环丙烯正离子（Ⅰ），环丁二烯两价正离子（Ⅱ） 和两价负离子（Ⅲ），环庚三烯正离子（Ⅳ）.因为它们 都具有平面结构，且 π 电子数分别位 2,2,6,6，符合 4n+2(n 分别位0,0,1,1）.
环辛四烯
[14]轮烯
[18]轮烯环上碳原子基本上在一个平面内，π 电子数为
4n+2(n=4），这个环大到足以使环内氢不再互相排斥， 环也没有角张力。 因此具有芳香性.
[18]轮烯
[10]轮烯，π 电子数符4n+2(n=2），但由于环内两个氢 原子的空间位阻，使环上碳原子不能在一个平面内，
故无芳香性.
体系。
环状共轭多烯的π轨道，在基态时位相可以发生扭转， 扭转1、3、5、…奇数次的叫莫比乌斯体系，扭转2、4、 6、…偶数次的叫休克尔体系。
休克尔体系
莫比乌斯体系
反芳香性
含有4n个π电子的环状共轭体系。由于π电子的离域而不稳定。 这种由于共轭而引起的能量大大提高、热力学稳定性大大降 低的性质叫反芳香性。 其稳定性比开链多烯的稳定性差。 环丁二烯和环丙烯负离子都是反芳香性的，在低温 下也不稳定。
在莫比乌斯体系中，若π电子数为4n(n=0,1,2......），则形 成稳定的闭壳层电子结构，分子稳定，具有芳香性.
莫比乌斯体系主要用于芳香过渡态理论
与基态分子一样，周环反应的过渡态也可分为芳香性的和反 芳香性的。芳香性的过渡态具有较低的活化能，若反应能够 形成芳香性过渡态，则反应是允许的。反芳香性过渡态具有 较高的活化能，若反应形成反芳香性过渡态，反应将是不利 的或禁阻的。 在判断相应的过渡态是芳香性的还是反芳香性时，有两种概 念：休克尔（Hückel）轨道体系和莫比乌斯（Mobius）轨道
稠环体系
萘，蒽，菲等稠环芳烃，由于它们的成环碳原子都在同一 个平面上，且 π 电子数分别为 10 和 14，符合 Hückel 规则， 具有芳香性. 虽然萘，蒽，菲是稠环芳烃，但构成环的碳原子都处在最 外层的环上，可看成是单环共轭多烯，故可用 Hückel 规则 来判断其芳香性. 对于非苯系的稠环化合物，如果考虑其成环原子的外围 π 电子，也可用 Hückel 规则判断其芳香性. 例如，薁（蓝烃）是由一个五元环和一个七元环稠合而 成的，其成环原子的外围 π 电子有 10 个，相当于[10]轮 烯，符合 Hückel 规则（n=2），也具有芳香性.
环戊二烯
环戊二烯无芳香性，但形成负离子后，不仅组成环的 5 个碳原子在同一个平面上，且有 6 个 π 电子（n=1），故 有芳香性.
+ H H
H
+
环多烯烃（通式 CnHn）又称作轮烯
（也有人把 n≥10 的环多烯烃称为轮烯）
环丁烯，苯，环辛四烯和环十八碳九烯分别称[4]轮烯，
[6]轮烯ຫໍສະໝຸດ Baidu[8]轮烯和[18]轮烯.
芳 香 性
专 业：化 学 工 艺 姓 名：桂 秋 凤
芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢 化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构，历史上早 期发现的这类化合物多有芳香味道，所以称这些烃类物质 为芳香烃
苯 花朵
从结构上看，芳香化合物一般都具有平面或接近平面的 环状结构，键长趋于平均化，并有较高的C/H比值；
环丁二烯
非芳香性
若环状多烯的稳定性与开链差不多，我们称之为非芳香性。 非芳香性分子不共平面的多环烯烃或电子数是奇数的
中间体。如：环辛四烯、 [10]轮烯
H
H
3e