أحدث الموضوعات

الخاصية الآروماتية Aromaticity


الخاصية الآروماتية Aromaticity

يوجد خواص جامعة لكل من المركبات الآروماتية وهى كما يلي:

(1) أن يحتوي المركب الأروماتي على شكل حلقي يحتوي على سحابة في مسار دائري من إلكترونات باي اللاموضعية فوق وتحت مستوى الحلقة ناتجة عن تداخل بين الإلكترونات الموجودة في مدارات (p) المتجاورة.

بمعنى آخر

لكى نحصل على سحابة إلكترونية في مسار دائري يجب إلا تكون الذرات في الحلقة مفصولة بذرة كربون مشبعة.

(2) لكى يحصل أقصى تداخل بين مدارات (p) يجب أن تقع ذرات المركب الأروماتي على مستوى واحد.

(3) تؤدي هذه السحابة من إلكترونات باي اللاموضعية إلى ثبات الحلقة الأروماتية وبالتالي فإن الحلقة ذات الصفة الأروماتية تخضع لتفاعلات الاستبدال بدلاً من تفاعلات الإضافة التي بدورها تؤدى إلى تدمير الصفة الأروماتية.

(4) يجب أن تحتوي السحابة الإلكترونية على مجموع (4n+2) من إلكترونات باى ، حيث (n) تساوي عدد صحيحاً موجباً أو صفراً ، أي أنه يجب أن تحتوي على أعداد خاصة من هذه الإلكترونات مثل 2 , 6 , 10 وهكذا ، حتى يكون المركب أروماتياً ، وتسمى هذه القاعدة بقاعدة هوكل Huckel Rule نسبة إلى مكتشفها وهى تعتمد على ميكانيكا الكم.

قاعدة هوكل Huckel Rule

 تنص قاعدة هوكل على:

" حتى يكون المركب أروماتياً يجب أن تحتوي السحابة الإلكترونية على مجموع (4n+2) من إلكترونات باى ، حيث (n) تساوي عدد صحيحاً موجباً أو صفراً"

الآروماتية في البنزين Aromaticity in benzene

في حالة البنزين مثلاُ نعتبر n يساوى واحداُ وبالتالى يصبح القانون:

4n+2 = 4(1) + 2 = 6

وهذا ينطبق على عدد إلكترونات باى في حلقة البنزين حيث يوجد ستة الكترونات باي لذا فأن البنزين مركب آروماتي.

الآروماتية في النفثالين Aromaticity in Naphthalene

يمكن تطبيق هذه القاعدة على المركبات الأروماتية التي تشمل أكثر من حلقة بنزين كالنفثالين (عشرة إلكترونات باى):

4n+2 = 4(2) + 2 = 10

وهذا ينطبق على عدد إلكترونات باي في النفثالين حيث يوجد عشرة الكترونات باي لذا فأن النفثالين مركب آروماتي.

وبنفس الطريقة نؤكد أن الفيننثرين مركب آروماتى حيث يحتوى على (14)  الكترون باى

الآروماتية في المركبات غير المتجانسة  Aromaticity in Heterocompound

** المركبات غير المتجانسة مثل البيرول  pyrole والإندول Indole وغيرها تعتبر أروماتية مثلها مثل البنزين في خواصه.

** تنطبق قاعدة هوكل على تلك المركبات حيث ان البيرول مثلاُ يحتوى على (6) الكترونات باي اربعة منها على مدارات (2P) لذرات الكربون الأربع وإثنان على مدار (2P) للذرة غير المتجانسة (النيتروجين).

** هذه القاعدة تنطبق على المركبات الحلقية التي تحوي عدداً من ذرات الكربون يزيد أو يقل عن ست ذرات .

الآروماتية في أيونات المركبات الحلقية

يوجد أيونات تتمتع بثبات خاص وذلك لكونها مركبات أروماتية حيث تنطبق عليها قاعدة هوكل مثل:

أمثلة محلولة

مثال(1): هل مركب Cyclooctatetraene مركب آروماتي؟ ولماذا؟

(أ) نجد أن مركب السيكلواوكتاتترائين Cyclooctatetraene الذي يحتوى على (8) االكترونات باى يعتبر مركباً غير أروماتي
 لأن قاعدة هوكل لا تنطبق عليه وذلك لأنه لا يوجد عدد صحيح يمكن تعويضة عن الرمز (n) لكى نحصل على العدد (8) طبقاً للقاعدة:

4n+2 = 8
n = 3/2

n  تساوى عدد غير صحيح فأن المركب يكون غير آروماتي

(ب) كما نجد أن حزئ السيكلواوكتاتترائين Cyclooctatetraene يتفاعل بالإضافة مع البروم وبرمنجانات البوتاسيوم كما في حالة الأوليفينات.

(جـ) بينت الأشعة السينية أن ذراته لا تقع على مستوى واحد، وكما نعرف أن شرط أساسى للمركبات الاروماتية أن تقع ذراتها على مستوى واحد.


مثال (2) هل مركب السيكلوبيوتادائيين Cyclobutadiene مركب آروماتي؟ ولماذا؟

لا يعتبر مركب السيكلوبيوتادائيين Cyclobutadiene مركباً آروماتياً بالرغم من وجود التأرجح وذلك بسبب عدم انطباق قاعدة هوكل ، حيث أن عدد إلكترونات باى فيه تساوي أربعة.

4n+2 = 4
n = 1/2

n  تساوى عدد غير صحيح فأن المركب يكون غير آروماتي


هذا يفسر عدم ثبات مركب Cyclobutadiene حيث أنه لا يتم الحصول عليه إلا مبرداً في الأرجون الصلب عند -260 مo

 المراجع: الكيمياء العضوية الأروماتية / الدكتور محمد بن إبراهيم الحسن - الدكتور سالم بن سليم الذياب - الدكتور حمد بن عبدالله اللحيدان /الطبعة الأولي / 1412هـ - 1992م / جامعة الملك سعود - المملكة العربية السعودية.


هناك تعليقان (2):