休克尔法则

休克尔法则是有機化學的经验規則。它是指當闭合环状平面型的共轭多烯(輪烯)分子有4n+2個π电子時,具有芳香性。

例如,苯、18-轮烯具有芳香性,而环丁二烯和环辛四烯不具有芳香性。10-轮烯不具有芳香性,因为所有参与共轭的碳原子不都在同一平面上。

是最常见的芳香化合物,有6个(4n+2,n=1)π电子。]]

该法则的量子力学基础在1931年由物理化学家埃里希·休克尔(Erich Hückel)公式化并提出。4n+2规则的简洁表述在1951年由冯·多林(von Doering)提出,虽然几个作者当时同时使用了这种表达方式。

如果一种环状化合物的π电子数目等于4n+2(n为任意自然数),那么它就符合休克尔法则。然而,目前只在n的数值为0到6的分子中找到明显的例子。休克尔法则最早建立在休克尔分子轨道法的基础上,尽管考虑二维势箱中的粒子模型,原子轨道线性组合 和PPP方法(Pariser–Parr–Pople)也能证明这一点。

芳香族化合物稳定性比通过烯烃的氢化热估算的结果高得多。额外的稳定性是因为电子的离域,也称共振能。对于简单芳香烃判断标准如下:
#符合休克尔法则,离域的p轨道电子云中有4n+2个电子;
#碳环骨架在同一平面内;
#环上每一个原子都有p轨道或孤对电子参与电子雲的离域。

改进
休克尔法则不适用于许多含三个以上环的稠环芳烃体系。例如,芘含有16个离域电子(8个键),蒄含有24个离域电子(12个键)。尽管这些稠环化合物不符合4n+2规律,但它们都具有芳香性。事实上,休克尔法则只能在单环体系下被理论证明。

参见
*芳香性
*同芳香性
*反芳香性
*非芳香性
*Y—芳香性
*Baird规则

参考资料

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