Re: [學習] 請教關於Annulenes的問題
※ 引述《jack33 (bibor)》之銘言：
是你搞錯書的意思了
: 各位好,我最近剛接觸有機化學.
: 唸到aromatic compounds這部份時,
: 我記得課堂上老師好像提到:
: 依據Huckel's rule
: [12]annulene及[16]annulene符合 4N
: 所以是Antiaromatic.
這邊都是對的
: 可是我回家看教科書時（L.G. WADE, JR. Seventh Edition).
: 書中卻好像提到[12], [16], [20]這些分子似乎
: do not show antiaromaticity because they have
: the flexibility to adopt nonplanar conformations.
: (感覺起來跟[8]annulene一樣 應該都是nonaromatic才對吧？）
這邊是在講少數例外的情形
就是即使是4N，也不像antiaromatic的分子一樣那麼不穩定
例如Cyclooctatetraene（8個π電子）…等等
因為它是比較flexible的分子
（flexible的意思就是比較沒像你看到瑤瑤跳繩時那麼硬梆梆
它是比較軟的，可以扭來扭去成較多種形狀）
因此他是有選擇的，可以採取比較穩定的構型
也就是把自己扭曲成非平面的形狀
所以除了例外，基本上4N的大原則還是對的
至於這一切是為什麼呢
就要從MO講起了
以最常舉的例子benzene來說
他的π orbitals形成的6個MO如下：
anti-bonding ˍˍ
anti-bonding ˍˍ ˍˍ
-------------------------------------------
bonding ˍˍ ˍˍ
bonding ˍˍ
所以當填入6個電子之後剛好可以把bonding orbitals填滿
是能量最穩定的狀態，如下：
anti-bonding ˍˍ
anti-bonding ˍˍ ˍˍ
-------------------------------------------
↑↓ ↑↓
bonding ˍˍ ˍˍ
↑↓
bonding ˍˍ
這時的bond order = 3
也就是你看到的benzene有三個π鍵
而4N+2的由來也是跟這裡有關
所謂的2就是最底下那兩個電子
至於4N呢，照下面這樣看你就懂了
ˍ
ˍ ˍ
ˍ ˍ ˍ
ˍ ˍ
ˍ ˍ +4
ˍ ˍ +4 ˍ ˍ +4
ˍ +2 ˍ +2
Cyclodecapentaene benzene
有注意到嗎，這個aromatic環越來越大時
所增加的MO也越來越多，而且很有規律
把bonding全填滿所需要的電子數一定會剛好是4N+2
多了就會填到anti-bonding，變得不穩定，很想送電子給人
少了也會渴望多得到電子來變得穩定，所以很兇狠
4N的情況不是多了，就是少了
因為我已經懶得畫了
你可以自己試試看
我想書上應該也有啦
以上的MO是根據平面六角形分子去畫出來的
對這些對稱的問題有興趣的話可以翻翻群論
當分子扭曲以後就破壞了這個對稱
MO也跟著改變，因此就不適用於Huckel
所以會有那些特例
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