Теоретические и экспериментальные критерии ароматичности и антиароматичности

1. Признаки ароматичности
2. Физико-химические критерии ароматичности
3. Критерии оценки ароматичности
4. Структурная и энергетическая ароматичность
5. Магнитная ароматичность

Ароматические соединения (арены) являются циклическими непредельными органическими соединениями, которые состоят из атомов углерода и водорода, а также обладающими в собственном строении ароматической системой. Ключевыми особенными физико-химическими свойства данных соединений считаются:

1. Преимущественная тенденция к реакциям замещения, невзирая на ненасыщенность.
2. Способность сохранять устойчивое состояние при влиянии окислителей, а также высоких температурных показателей.

Самыми простыми представителями ароматических соединений считаются фениловый водород (C6H6) и его гомологический ряд, гетероциклы, а также бензоидные и небензоидные соединения.

Ароматичность является стабилизацией делокализованных циклических π-структур, имеющих (4n+2) π-электроны. Данную особенную стабилизацию нет возможности заметить при (4n) π циклических структурах. Для небольших циклов данная структура является дестабилизированной, то есть данные структуры обладают «антиароматичностью». Но высказывание об особенной стабилизации нуждается не лишь в общетеоретических расчетах, но и в конкретных опытных доказательствах. По данной причине проблема выбора убедительных опытных критериев ароматичности обретает существенное значение.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Признаки ароматичности

Ароматическая природа органических соединений, состоящих из атомов углерода и водорода, определяется как легким формированием ароматических циклов, так и спецификой физическо-химических характеристик.

Типичные признаки ароматических углеводородов устанавливается специфичностью их структуры, а также определяют химический критерий ароматичности:

• Легкое формирование ароматических углеводородов. Когда при химических изменениях возникает мизерная вероятность формирования ароматической структуры, тогда данная вероятность осуществляется практически моментально благодаря ее энергетической «полезности». Таким образом, к примеру, при каталитическом и температурном крекинге нефтепродуктов либо коксовании каменного угля формируется существенное число ароматических углеводородов:

• Ароматическим углеводородам свойственны реакции замещения, однако нетипичны реакции присоединения, так как в замещаемых реакциях сберегается природа ароматичности.
• Ароматическим соединениям типичны реакции электрофильного замещения (SE), в которых сберегается цикличность ароматичности.
• Ароматическим углеводородам мало свойственны реакции присоединения, происходящие в условиях «жесткого» ультрафиолетового излучения. Происходит нарушение цикличности ароматичности.

• Ароматическим соединениям типична большая способность сохранения устойчивого состояния к реакциям увеличения степени окисления, а также температурная (термодинамическая) стойкость.

• Реакция приводит к химическому процессу, который сопровождается увеличением степени окисления углеродной цепочки, а также сбережению ароматического цикла.
• Реакция приводит к отступлению от ароматического цикла исключительно в «жестких» условиях, а также в присутствии химического вещества, ускоряющего реакцию (катализатора) в реакционной массе.

Физико-химические критерии ароматичности

Главным критерием ароматичности считается соотношение молекулы ключевым условиям:

1. Молекула обязана быть плоской, и иметь циклическое строение.
2. Молекула обязана обладать изолированной цепочкой сопряженности π-электронов.
3. Число π-электронов (N) в цепочке сопряженности обязано отвечать правилу Хюккеля: \(N = 4n + 2,\) где \(n = 0, 1, 2, 3, ...\)

Когда соединение отвечает всем критериям ароматичности, тогда энергетический потенциал сопряженности в молекулах осуществляет достижения предельной величины, а непосредственно соединение в итоге начинает обладать невероятной стабильностью. По данной причине энергетический потенциал сопряженности считается основным критерием ароматичности.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

В соответствии с определением Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), ароматичность возможно квалифицировать как «термин пространственного и электронного построения циклических структур молекул, отображает результаты циклической делокализации электронов, осуществляющих обеспечение увеличенной термодинамической стабильности данных структур (сравнительно с ациклическими системными эквивалентами), а также стремление к сбережению структурного вида в процессе химических изменений ... ».

Ведя речь от стабилизации циклических строений сравнительно с «ациклическими аналогами», ароматичность возникает как энергетически множественное восприятие, которое возможно ориентировочно оценить по физико-химическим исследованиям. «Ациклические аналоги» действительно могут быть даже иллюзорными химическими соединениями, а «плодом фантазии с непрерывными границами».

Критерии оценки ароматичности

Критерии оценки ароматичности возможно поделить на 2 группы в соответствии с обстоятельствами исследования:

• Статические условия (замкнутые молекулы).
• Динамические условия (молекула испытывает влияние наружного магнитного поля).

Энергетические (энтальпия реакций) и структурные (преобразование длин взаимосвязей) критерии определяют немаловажные разные магнитные критерии.

Рисунок 4. Классификация критериев ароматичности.

Структурная и энергетическая ароматичность

Осуществить оценку «структурной» ароматичности возможно по усредненным длинам взаимосвязей, а также по смещениям от данной усредненной величины.

Осуществить оценку «энергетической» ароматичности возможно через энтальпии реакций с выявлением цикла.

Резонансные энергии (RE), к примеру, резонансная энергия Бреслоу (BRE), вычисляются по методике немецкого физика и химика Эриха Арманда Артура Йозефа Хюккеля, который является одним из основоположников квантовой химии. Вместе с тем, для вычисления энергий ароматической стабилизации (ASE) применяют обоснования без привлечения дополнительных эмпирических предположений или специальных моделей (ab initio).

Магнитная ароматичность

«Магнитная» ароматичность, как правило, устанавливается численным образом посредством ядерного магнитного резонанса (ЯМР), резонансным поглощением либо излучением электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином во внешнем магнитном поле, дезекрануванням ядер, а также независимого химического сдвига центра цикла, по предложению Шлейера в 1996 году.