Aromaticitat

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Representació de l'estructura del benzè. A la dreta amb dobles enllaços alternats. A l'esquerra amb un cercle que indica la deslocalització dels electrons π

L'aromaticitat és el fenomen en virtut del qual certes substàncies orgàniques cícliques, la composició ponderal de les quals indica insaturació —tals com el benzè i els seus derivats—, posseeixen un conjunt de propietats especials característiques que les distingeixen de les substàncies alifàtiques o alicícliques i en particular de les olefines amb les quals, a jutjar per la composició ponderal, haurien d'assemblar-se.

Les propietats que caracteritzen els composts orgànics que presenten aromaticitat són, essencialment:

  • una estabilitat termodinàmica elevada, que les entalpies de combustió i d'hidrogenació posen de manifest;
  • característiques espectrals peculiars, molt distintes de les de les olefines;
  • en un camp magnètic, existència d'un corrent d'electrons en el cicle, detectable, per exemple, mitjançant la ressonància magnètica nuclear;
  • distàncies carboni-carboni intermèdies entre les d'un simple i d'un doble enllaç;
  • escassa reactivitat química (per comparació amb les olefines) i en particular gran predomini de les reaccions de substitució respecte a les d'addició.

Evolució històrica[modifica | modifica el codi]

El ciclooctatretraè no és aromàtic i, per tant l'anell no resta en un pla
Orbitals π del benzè

L'aromaticitat o caràcter aromàtic fou atribuïda primerament a la presència d'un sistema tancat d'enllaços dobles conjugats, però la descoberta feta per Richard Willstätter, el 1911, que el ciclooctatetraè té propietats olefíniques normals i la impossibilitat de preparar el ciclobutadiè demostraren que aquesta tesi era inexacta. Robert Robinson el 1925 suggerí que l'aromaticitat anava lligada a la presència de 6 electrons π i predigué encertadament el caràcter aromàtic de l'anió ciclopentadienil.

Així i tot l'aromaticitat no trobà explicació teòrica fins que el físic alemany Erich Hückel aplicà el Mètode dels Orbitals Moleculars el 1931.[1][2] Hückel es dedicà a estudiar la situació general dels anells monocíclics coplanars on cada àtom de l'anell té un orbital p disponible com en el cas del benzè. Els seus càlculs indicaren que els anells coplanars que contenen (4n + 2) electrons π, on n = 0, 1, 2,... tenen capes d'electrons tancades com el benzè i, per això, les seves energies de ressonància o deslocalització són altes. En altres paraules, els anells monocíclics coplanars amb 2, 6, 10, 14, 18 i 22 electrons deslocalitzats han de ser aromàtics. És l'anomenada regla de Hückel.[3]

Heterocicles[modifica | modifica el codi]

En el cas dels heterocicles, l'aromaticitat de la piridina, del furan i del pirrole és coneguda des de fa molt temps, però altres heterocicles amb caràcter aromàtic, que contenen també 10 electrons π, tals com el borazole i el dibenzotetraazapentalè, han estat preparats posteriorment. Correlativament a la noció d'aromaticitat hom ha introduït també les de pseudoaromaticitat i d'antiaromaticitat, la primera aplicada als composts cíclics amb enllaços dobles conjugats que no manifesten estabilització, i la segona a aquells en els quals hi ha desestabilització, és a dir, energia de ressonància negativa.

Referències[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Aromaticitat Modifica l'enllaç a Wikidata
  1. Hückel, Erich. «Quantentheoretische Beiträge zum Benzolproblem I. Die Elektronenkonfiguration des Benzols und verwandter Verbindungen». Z. Phys., 70, 3/4, 1931, pàg. 204–86..Hückel, Erich. «Quanstentheoretische Beiträge zum Benzolproblem II. Quantentheorie der induzierten Polaritäten». Z. Phys., 72, 5/6, 1931, pàg. 310–37..Hückel, Erich. «Quantentheoretische Beiträge zum Problem der aromatischen und ungesättigten Verbindungen. III». Z. Phys., 76, 9/10, 1932, pàg. 628–48.
  2. Hückel, E. Grundzüge der Theorie ungesättiger und aromatischer Verbindungen (en alemany). Berlin: Verlag Chem, 1938, p. 77–85. 
  3. Solomons, T.W.G. Química orgánica (en castellà). Mèxic: Limusa, 1982. ISBN 968-18-0982-3.