Question

利用休克尔判断芳香性怎么数π电子数，环戊二烯负离子？

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Answer 1

首先判断闭合共平面共轭，大坑就是共平面（[10]-轮烯）然后数电子，先写成单双键交替的形式，把参与共轭的双键去掉，然后数有多少个原子不是四根键，少一根键就加一，参与共轭的杂原子也按四根算，比如说呋喃，环上4C1O，C三根O两根，缺4×1+2=6根，就是6个π电子，有芳香性。参与共轭的原子带电荷，每个正电减一负电加一，比如环庚三烯正离子，7C全是三根，一个正电，π电子7×1-1=6，芳香性基本都能用，除了极个别的几个杂原子“躺着”成键只能单电子共平面的，都没问题休克尔（Hückel）规则适用于判断分子的芳香性。我们认为，分子失去电子或原子变成分子离子或基团，一般来说，芳香性不变。π电子数，当然就是参与形成大Π键的电子数，一般来说，在离域体系中，每个C原子（如苯环、1，3-丁二烯）或N原子（如吡啶，此时我们认为N原子发生了sp2杂化，而孤对电子作为s电子位于一个单独的σ轨道上）都会出一个p电子参与形成大Π键。至于O原子，要根据具体情况而定。

Answer 2

在单环共轭多烯分子中，π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π电子才能充满这些轨道，使体系处于稳定，而具有芳香性。