Question

有机化学休克尔芳香性问题

请问三苯基甲烷和联二苯是否都有芳香性，他们的原理各是什么？
下面两个物质都有芳香性，一个是有碳负离子，一个是有碳正离子。
在我的理解里面，拥有芳香性是因为在单环内都拥有p轨道，所以离域电子能在环上移动。
而右下角的环丙烯就是因为H+离去所以多出一个sp3轨道，难道因为失去了H+所以碳正离子拥有了sp2杂化轨道，不然离域电子就不能在单环内运动了。
所以我想知道是否由碳自由基变成正负离子的碳都算会由sp3杂化变成sp2杂化？
谢谢各位高手解答

Answer 1

你好，
前面两个都没有芳香性，三苯基甲烷一方面π电子数不等于4n+2，另一方面，用休克尔法则判定的时候，需要他们在同一平面，。还有就是sp3杂化的碳原子会阻断π电子共轭（不绝对，两个呈近似90度夹角的共轭平面通过一个sp3碳原子连接的时候，会有π-π超共轭的）。
联苯也没有芳香性，因为不符合4n+2规则，他们只是简单的π-π共轭，中间的单键是可以旋转的，只是有一定能垒。
第三个碳负离子，最下面的碳原子和其他四个碳原子都是采用sp2杂化，三个σ键占据三个sp2杂化轨道，一对成对电子占据剩下的p轨道，这个p轨道与其他四个的p轨道相互平行，且符合4n+2的规则，所以具有芳香性，第四个是一样的解释。
希望对你有所帮助！
不懂请追问！
望采纳！

追问

为什么三苯基甲烷的π电子不等于4n+2，它不是3*6=18，n=4吗？但三苯基不在同一平面，这个我理解。
然后是书本（如何学习有机化学 第二版 陈宏博 大连理工出版社）答案上说联苯有芳香性，但看过很多网站都说不清楚，有的人说有，有的人说无。所以我一直弄不懂，为什么它是6+6=12，不符合休克尔但是又有芳香性，是否一个由苯环构成的物质都有芳香性？但是这么说，三苯基甲烷又不能解释了。

追答

我在google上面查了一下，联苯的确具有芳香性。
我觉得这个的解释应该类似薁（蓝烃，由一个五元环和一个七元环稠合而成的），即看成两个共轭环通过σ键连接起来，而不是通过sp3碳原子连接起来。

追问

共轭环相连就有芳香性吗？那么我想这个可以解释三苯基环丙烯正离子他是和三个共轭环相连，同时自己也是共轭环，所以他有芳香性。如果环丙烯正离子上连着的是三个氯或者是三个普通的烷基，这样的物质会不会也有芳香性呢？

关于正负碳离子，昨天晚上也想了想，是不是碳脱去H+或者H-他都会变成3个sp2杂化轨道和一个p轨道，正离子是空p轨道，负离子是全满p轨道？

追答

我查了一下其他资料，现在系统的回答一下。

首先，休克尔法则使用范围是1）单一的环，2）整个环共平面，3）位于环上的每一个碳原子（氮原子也行）都有一个与环平面垂直的p轨道。

联苯、三苯基环丙烯正离子都不在休克尔法则的适用范围内，包括稠环芳烃也不在休克尔法则的适用范围内。

对于联苯、三苯基环丙烯正离子这类看是否具有芳香性，就看每个具有芳香性的单元是否能通过某种方式把共轭传递给下一个具有芳香性的单元，联苯、多联苯以及三苯基环丙烯正离子都是这种。

我画了一些特殊的具有芳香性的物质，你可以看看。

第一个是是环丙烯酮，具有芳香性，第二个是富勒烯，也具有芳香性，但是不稳定，需要用其他取代基来稳定，第三个是杯烯，可以看成是环丙烯正离子和环戊二烯负离子的共轭形成的，也具有芳香性。最后一个是我最上面说的，相互垂直的两个共轭平面的情况，也是具有一定的芳香性，一般称为螺芳结构，与此相类似的还有Y-芳结构，就是胍基。

碳负离子是失去H+，但是碳正离子不是失去H-离子。通常是利用Lewis酸得到的，比如环丙烯正离子就是

希望对你有所帮助！