芳香性与苯

卓鎓离子

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卓鎓离子是一个带正电荷的七元碳环,和环戊二烯负离子一样,它是芳香性出现在意想不到的环大小上的惊人例子。它再一次证明,决定芳香性的是 pi 电子的数目,而非环上原子的个数;而且当数目凑对时,连一个带正电的环也能异常稳定。

从环庚三烯说起,那是一个中性七元环,带三个双键和一个打断环路的 sp3 CH2 碳。从那个 CH2 碳上夺走一个氢负离子(带着成键电子对的氢)。该碳因此少了一对电子,成为碳正离子,并重新杂化为 sp2,使它空的 p 轨道加入环。如今全部七个碳都为一个连续的环路提供一个 p 轨道。数一数 pi 电子:三个双键给六个,而带正电的碳贡献一个空的 p 轨道(零个电子)。六个 pi 电子是 4n+2(n=1),所以这个平面环是芳香的,正电荷被均匀地铺展在全部七个碳上。

由于这个正离子是芳香的、被很好地稳定,它异常容易生成,并能在普通碳正离子无法存在的地方持续存在;卓鎓盐甚至能作为稳定的固体被分离出来。环戊二烯负离子(带负电、芳香)与卓鎓离子(带正电、芳香)这一对,从相反的方向道出了同一个值得记住的要点:芳香性在于达成 4n+2 的 pi 数目,而一个环会乐意获得或失去一个电荷去达到它。

溴化卓鎓是一种离子型、可溶于水的固体;七碳环是稳定的芳香正离子,而溴则是独立的负离子,与普通的共价有机溴化物大不相同。

一个稳定到能以离子盐形式结晶的芳香碳正离子。

相反的电荷情形则失败:环戊二烯正离子(4 个 pi 电子,4n)是反芳香、非常不稳定的,而卓鎓离子(6 个 pi 电子,4n+2)则是芳香、稳定的,所以同样是正电荷,结果会因电子数而相反。

又称
cycloheptatrienyl cation环庚三烯正离子C7H7+