Hückel Regel aromatisches System?
Hallo liebe Community,
ich habe eine Frage zu Aromaten. Laut der Hückel-Regel müssen im aromatischen System 4n+2 Elektronen vorhanden sein, damit ein Aromat vorliegt.
Jetzt habe ich allerdings gelernt, dass in das aromatische System auch noch freie Elektronenpaare von heteroatomen bei heteroaromaten reinzählen können. Das ist für mich besonders verwirrend, da Pyridin und Pyrrol beides Aromaten sind, bei Pyridin jedoch das freie Elektronenpaar des Stickstoffes nicht zum System gehört, bei Pyrrol allerdings schon.
Meine Frage ist nun wie sich das mit den freien Elektronenpaaren bei heteroatomen verhält, und ob es eine Regel gibt, wie und wann man diese in das aromatische System miteinzubeziehen hat.
Lg
3 Antworten
Du musst dir anschauen, wo das freie Elektronenpaar räumlich stehen müsste, damit es am System teilnehmen kann
Bei Pyridin hat der Stickstoff bereits eine Doppelbindung, die Teil des aromatischen Systems ist. Das heißt, der Stickstoff ist sp2 hybridisiert und hat eine trigonal planare Struktur. Daher steht das freie Elektronenpaar in der Ringebene weg vom Ring (also wie ein H-Atom beim Benzol z.b.). Denn es müsste sich ja irgendwie in der Ebene der π-Bindungen befinden, wo ja aber schon die Doppelbindung des Stickstoffs ist. Da ist also kein Platz mehr.
Beim Pyrrol ist das anders. Das hat keine Doppelbindung am N. Letzterer müsste daher eigentlich sp3 hybridisiert bzw. tetraedrisch gebaut sein. Ist er aber nicht. Denn hier ist in der π-Bindungsebene am Stickstoff noch keine Doppelbindung. Das N ist also wie im Pyridin sp2 hybridisiert und das freie Elektronenpaar sitzt im unhybridisierten p-Orbital des Stickstoffs. Dadurch kann es am delokalisierten System teilnehmen.
Das ist in den allermeisten Fällen so ja. Ich will dir aber keine Garantie dafür geben, weil es durchaus auch sein kann, dass es da Ausnahmen gibt.
Zum Beispiel würde ein freies Elektronenpaar nicht in ein aromatisches System eintreten, wenn dieses dadurch antiaromatisch werden würde. Außerdem könnten sterische Effekte das im Prinzip auch verhindern.
Alles klar, vielen Dank
Ich schreibe am Donnerstag Chemie Vorabi, daher war es wichtig dass ich das verstanden habe 😊
Schaue dir die räumliche Struktur der Heteroatom-Elektronenpaare an.
Pyridin: sp² hybridisiert mit Doppelbindung im Ring. Freies Elektronenpaar in der Ringebene und damit nicht delokalisiert.
Pyroll: auch sp² hybridisiert mit freiem Elektronenpaar senkrecht zur Ringebene und damit Teil des delokalisierten pi-Systems.
...müssen im aromatischen System 4n+2 Elektronen vorhanden sein, damit ein Aromat vorliegt.
Dieser Satz zeigt dir den (Gedanken-)Fehler. Korrekt ist:
müssen in einem ringförmigen System mit konjugierten Doppelbindungen 4n+2 Elektronen vorhanden sein, damit ein Aromat vorliegt.
Konjugiert heiß, immer abwechselnd DoBi und einfache Bindung. Damit ist Pyridin raus, denn das freie Elektronenpaar des N könnte niemals im Ringsystem auftauchen ohne zwei direkt benachbarte DoBi zu bilden.
m.f.G.
anwesende
Klingt logisch und ich glaub ich hab’s verstanden 👍
Ich kann dann doch daher sagen, dass die freien Elektronenpaare von Heteroatomen Teil des aromatischen Systems sind, wenn an dieses Heteroatomen nicht schon eine Doppelbindung „führt“ oder?