| 词条 | 休克尔规则 |
| 释义 | § 概述 芳香烃不一定都含有苯环。对非芳香烃预见分子芳香性的重要规则是休克尔规则。 § 具体内容 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。 随着磁共振实验方法的出现，对决定一化合物是否具有芳香性起了重要的作用，并对芳香性的本质有了进一步的了解。因此芳香性更广泛的含义为：分子必须是共平面的封闭共轭体系；键发生了平均化；体系较稳定（有较大的共振能）；从实验看，易发生环上的亲电取代反应，不易发生加成反应；在磁场中，能产生感磁环流；从微观上看，π电子数符合4n+2规则。 作用： 从休克尔规则我们可以得知,具有芳香性的通常是具有如下四个特点的分子： （1）它们是包括若干数目 键的环状体系； （2）它们具有平面结构，或至少非常接近平面（平面扭转不大于0.1nm）； （3）环上的每一个原子必须是sp 杂化（某些情况也可以是sp杂化）； （4）环上的 电子能够发生离域。 分子具有芳香性的标志是： （1）这类化合物虽有不饱和键，但不易进行加成反应，而与苯相似，容易进行亲电取代； （2）通过氢化热或燃烧热对离域能的热化学测量表明，这类具有芳香性的环状分子比相应的非环体系具有低的氢化热低的燃烧热，而显示特殊的稳定性。 （3）用物理方法和核磁共振谱进行测定，这类化合物的质子与苯及其衍生物的质子一样，显示类似的化学位。 为什么4n+2个 电子平面单环共轭体系才具有芳香性呢？从分子轨道能级计算发现，当平面单环体系中的成键轨道数目为2 n+1时，如果有4n+2个 电子刚好能给满成键轨道，从而具有类似惰性气体的电子排布，而将具有最大的成键能而变得稳定，平面或接近平面， 电子的离域才有效；当环上的原子存在空间的排斥作用而破坏环的平面时，4n+2规则不适用。 在单环共轭多烯分子中， 电子数目符合4n+2规则具有芳香性的原因 ，可以这种体系的分子轨道能级图得到答案。在单环共轭多烯体系的分子轨道能级图中，都有能量最低的成键轨道和能量最高的反键轨道。对于能量最高的反键轨道，在p轨道是单数时有两个（简并轨道）；在p轨道是双数时，只有一个。其它那些能量较高的成键轨道和反键轨道或/和非键轨道都是两个（简并的）。根据休克尔理论，当成键轨道充满电子时，它们具有与惰性气体相似的结构，因此体系趋向稳定，除能量最低的成键轨道需要2个电子充满外，其它能量较高的两个成键轨道或/和非键轨道需要4个电子才能充满，即只有（4n+2）个 电子才能充满这些轨道，使体系处于稳定，而具有芳香性。 休克尔4n+2规则可用微扰分子轨道理论即PMO法从理论上加以证明。 在休克尔规则的启示下，近二十年合成了芳香体系的化合物，于是出现了一系列非苯芳烃，及一些不含苯环的结构，但具有一定程度的芳香性的烃，称为非苯芳烃。 1. 环丁烯基二价正离子 它环上的四个碳都是sp 杂化的， 电子数等于2，符合休克尔4n+2（n=0）规则，有芳香性。 2. 环丁烯基双负离子 它的 电子数等于6，环上的四个碳位于一个平面内，符合休克尔4n+2（n=1）规则，芳香性。 3. 环辛三烯双正离子 它的 电子数等于6，分子形状是平面八边行，符合休克尔4n+2（n=1）规则，芳香性。 4. 环壬四烯负离子 它的 电子数等于10，环上碳原子近似于一个平面，符合休克尔4n+2（n=2规则，芳香性。 5. 十二碳环六烯双负离子 它是通过原来的六烯环状物的还原性电解或与钾金属作用以获得， 电子数等于14，符合休克尔4n+2（n=3）规则，有芳香性。 6. 十六碳环八烯双负离子也已制得， 电子数等于18，符合理论判断，它有芳香性。 7. 兰烃（又名阿族啉）是少数共轭骈联非苯烃，有芳香结构。此芳烃经X射线和电子衍射法测量它的链长大致相近而不相等，有较大的偶极距（1.08D），指出两个环的电荷不等环庚三烯带正电荷，环戊二烯带负电荷，彼此由电荷的“去”和“得”，而得到稳定。 8. 环戊二烯负离子 当环戊二烯悬浮于苯中的金属钠或镁作用时形成环戊二烯金属化合物，它在液态氨中有明显的导电性，证明了环戊二烯负离子的存在。环戊二烯负离子的 电子数目为两个双键上的四个和亚甲基上的两个，形成环状六个 电子体系，符合休克尔4n+2规则，现已证明它是一个平面的对称体系。从分子轨道理论计算结果，环戊二烯负离子是一个满电子构型体系，所以具有芳香性。 9. 环辛四烯负离子 在.环辛四烯的四氢呋喃溶液中加入金属钾，.环辛四烯变成二价负离子，分子形状环辛四烯的盆行转变为平面八边形，共有10个 电子，符合休克尔4n+2规则，因此它具有芳香性。 10. 环丙烯基正离子 它的环是由三个sp 杂化的碳和2个 电子组成的共轭体系， 电子数为2，符合尔4n+2规则，它有芳香性。 11. 奥 它是一个五元环的环戊二烯和七元环的环庚三烯稠合而成的。 电子数为10，符合休克尔4n+2规则，因此它具有芳香性。 12. 环十八碳九烯—[18]轮烯 它有十八个 电子，符合尔4n+2规则。。此芳烃经X射线证明，环中碳碳键长几乎相等，整个分子几乎处于一个平面上，扭转不大于0.1nm。说明轮内氢原子的排斥力很弱，它也具有一定的芳香性。 13. 1,3,5—环庚三烯正离子 它的环中亚甲基的碳是sp 杂化的，有空的p轨道，使平面的七个碳原子变成环状共轭体系，电子数为6，符合尔4n+2规则，它有芳香性。 此外，还有同芳香性，它是指某些共轭双键的环被一个或两个亚甲基所隔开，这个亚甲基在环平面之外，是环上的Π电子构成芳香体系。如环壬三烯正离子有两个亚甲基在环平面之外环平面的碳行成共轭体系，Π电子数为6，符合尔4n+2规则，它有芳香性。 |
| 随便看 |
百科全书收录594082条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。