تويت
الخاصية الاروماتية
- هناك خواص جامعة لكل من المركبات الأروماتية وهي كما يلي :
(1) أن يحتوي المركب الأروماتي على شكل حلقي يحتوي على سحابة في مسار دائري من الكترونات باى اللاموضعية فوق وتحت مستوى الحلقة ناتجة عن تداخل بين الالكترونات الموجودة في مدارات (P) المتجاورة.
بمعنى آخر لكي نحصل على سحابة الكترونية في مسار دائري يجب أن لا تكون الذرات في الحلقة مفصولة بذرة كربون مشبعة.
(2) لكي يحصل أقصى تداخل بين مدارات P يجب أن تقع ذرات المركب الأروماتي على مستوى واحد.
(3) تؤدى هذه السحابة من الكترونات باى اللاموضعية إلى ثبات الحلقة الأروماتية وبالتالي فإن الحلقة ذات الصفة الأروماتية تخضع لتفاعلات الاستبدال بدلاً تفاعلات الإضافة التي بدورها تؤدي إلى تخريب الصفة الأروماتية.
(4) يجب أن تحتوي السحابة الالكترونية على مجموع (2+ 4n) من الكترونات باي حيث (n) = صفر، ١، ٢، ٤،٣ .... الخ. (قاعدة هوكل)
قاعدة هوكل Huckel rule
- حسب قاعدة هوكل يصبح المركب أروماتياً أذا أحتوت السحابة الالكترونية على مجموع (2+ 4n) من الكترونات باي حيث (n) = صفر، ١، ٢، ٤،٣ .... الخ.
أي أنه يجب أن تحتوي على أعداد خاصة من هذه الالكترونات مثل ٢، ٦، ۱۰ ،وهكذا حتى يكون المركب أروماتياً، وتسمى هذه القاعدة بقاعدة هوكل Huckel نسبة إلى مكتشفها وهي تعتمد على ميكانيكا الكم.
- مثلاً ففي حالة جزىء البنزين نعتبر (n) تساوي واحد وبالتالي يصبح القانون 6 = 2 + (1)4 وهذا ينطبق على عدد الكترونات باي في حلقة البنزين حيث أنه يوجد سنة الكترونات باي
- ويمكن تطبيق هذه القاعدة على المركبات الأروماتية التي تشمل أكثر من حلقة بنزين كالنفثالين (عشرة الكترونات باى) والانثراسين (أربعة عشر الكترون باى)
- وكذلك فإن المركبات غير المتجانسة مثل البيرول والأندول وغيرها تعتبر أروماتية مثلها مثل البنزين في خواصه. كما أن قاعدة هوكل تنطبق عليها حيث أن البيرول مثلاً يحتوى على (سته الكترونات باى) أربعة منها على مدارات 2p لذرات الكربون الأربعة واثنان على مدار 2p للذرة غير المتجانسة.
- كما أن هناك أيونات تتمتع بثبات خاص وذلك لكونها مركبات أروماتية حيث تنطبق عليها قاعدة هوكل.
من جهة أخرى نجد أن مركب السيكلو أوكتاتترائين cyclooctatetratne الذي يحتوى على ثمانية الكترونات باي يعتبر مركباً غير أروماتي لأن قاعدة هوكل لا تنطبق عليه حيث أنه لايوجد عدد صحيح يمكن تعويضه على الرمز لكي نحصل على العدد ثمانية طبقاً للقاعدة 2 + 4n.
- لذلك نجد أن جزىء السيكلو أوكتاتترائين يتفاعل مع البروم وبرمنجنات البوتاسيوم بالإضافة كما في حالة الأوليفينات. وقد بينت الأشعة السينية أن ذراته لا تقع على مستوى واحد.
- وكما نعرف أنه شرط أساسي للمركبات الأروماتية أن تقع ذراتها على مستوى واحد.
- هناك خواص جامعة لكل من المركبات الأروماتية وهي كما يلي :
(1) أن يحتوي المركب الأروماتي على شكل حلقي يحتوي على سحابة في مسار دائري من الكترونات باى اللاموضعية فوق وتحت مستوى الحلقة ناتجة عن تداخل بين الالكترونات الموجودة في مدارات (P) المتجاورة.
بمعنى آخر لكي نحصل على سحابة الكترونية في مسار دائري يجب أن لا تكون الذرات في الحلقة مفصولة بذرة كربون مشبعة.
(2) لكي يحصل أقصى تداخل بين مدارات P يجب أن تقع ذرات المركب الأروماتي على مستوى واحد.
(3) تؤدى هذه السحابة من الكترونات باى اللاموضعية إلى ثبات الحلقة الأروماتية وبالتالي فإن الحلقة ذات الصفة الأروماتية تخضع لتفاعلات الاستبدال بدلاً تفاعلات الإضافة التي بدورها تؤدي إلى تخريب الصفة الأروماتية.
(4) يجب أن تحتوي السحابة الالكترونية على مجموع (2+ 4n) من الكترونات باي حيث (n) = صفر، ١، ٢، ٤،٣ .... الخ. (قاعدة هوكل)
قاعدة هوكل Huckel rule
- حسب قاعدة هوكل يصبح المركب أروماتياً أذا أحتوت السحابة الالكترونية على مجموع (2+ 4n) من الكترونات باي حيث (n) = صفر، ١، ٢، ٤،٣ .... الخ.
أي أنه يجب أن تحتوي على أعداد خاصة من هذه الالكترونات مثل ٢، ٦، ۱۰ ،وهكذا حتى يكون المركب أروماتياً، وتسمى هذه القاعدة بقاعدة هوكل Huckel نسبة إلى مكتشفها وهي تعتمد على ميكانيكا الكم.
- مثلاً ففي حالة جزىء البنزين نعتبر (n) تساوي واحد وبالتالي يصبح القانون 6 = 2 + (1)4 وهذا ينطبق على عدد الكترونات باي في حلقة البنزين حيث أنه يوجد سنة الكترونات باي
- ويمكن تطبيق هذه القاعدة على المركبات الأروماتية التي تشمل أكثر من حلقة بنزين كالنفثالين (عشرة الكترونات باى) والانثراسين (أربعة عشر الكترون باى)
- وكذلك فإن المركبات غير المتجانسة مثل البيرول والأندول وغيرها تعتبر أروماتية مثلها مثل البنزين في خواصه. كما أن قاعدة هوكل تنطبق عليها حيث أن البيرول مثلاً يحتوى على (سته الكترونات باى) أربعة منها على مدارات 2p لذرات الكربون الأربعة واثنان على مدار 2p للذرة غير المتجانسة.
- كما أن هناك أيونات تتمتع بثبات خاص وذلك لكونها مركبات أروماتية حيث تنطبق عليها قاعدة هوكل.
من جهة أخرى نجد أن مركب السيكلو أوكتاتترائين cyclooctatetratne الذي يحتوى على ثمانية الكترونات باي يعتبر مركباً غير أروماتي لأن قاعدة هوكل لا تنطبق عليه حيث أنه لايوجد عدد صحيح يمكن تعويضه على الرمز لكي نحصل على العدد ثمانية طبقاً للقاعدة 2 + 4n.
- لذلك نجد أن جزىء السيكلو أوكتاتترائين يتفاعل مع البروم وبرمنجنات البوتاسيوم بالإضافة كما في حالة الأوليفينات. وقد بينت الأشعة السينية أن ذراته لا تقع على مستوى واحد.
- وكما نعرف أنه شرط أساسي للمركبات الأروماتية أن تقع ذراتها على مستوى واحد.