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Aromatizität: Aromat oder nicht?

Aromatische Ionen

Um die Kriterien für Aromatizität zu erfüllen, muss ein Molekül cyclisch, planar und vollständig konjugiert sein und die Hückel-Regel 4n + 2 erfüllen. Die Kriterien sagen nicht, dass die Anzahl der p-Orbitale und die Anzahl der π-Elektronen übereinstimmen muss. Und tatsächlich müssen sie auch nicht übereinstimmen, damit eine Verbindung aromatisch ist. Die Hückel-Regel ist auch für Anionen, Radikale und Kationen gültig.

Tab.1
Abb.1
Abb.2
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Abb.3
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Abb.4

Das Cyclopentadien (pKa= 16) ist selbst nicht aromatisch, da es nicht vollständig konjugiert ist: Die -CH2-Gruppe im Ring ist sp3-hybridisiert und verhindert eine Konjugation des Rings. Wird von der gesättigten -CH2-Gruppe ein Wasserstoffatom mit seinem Elektron entfernt, hybridisiert das Kohlenstoffatom zum sp2. Das resultierende Cyclopentadienyl-Radikal besitzt fünf p-Orbitale und fünf π-Elektronen. Wird ein Wasserstoff-Anion (H) entfernt, entsteht das Cyclopentadienyl-Kation mit fünf p-Orbitalen und vier π-Elektronen. Wird hingegen ein Proton (H+) entfernt, entsteht das Cyclopentadienyl-Anion mit fünf p-Orbitalen und sechs π-Elektronen: Nur dieses besitzt aromatischen Charakter und ist deshalb relativ stabil, während die beiden erst genannten Moleküle schwierig zu synthetisieren, instabil und deshalb sehr reaktiv sind. Der Übergang in den aromatischen Charakter bei der Abspaltung eines Protons ist auch für die große Acidität des Cyclopentadiens verantwortlich.

Abb.5
Cyclopentadien als Ausgangsstoff für das Cyclopentadienyl-Kation, -Radikal und -Anion

Übung

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