¿Qué es la estructura aromática?

La estructura aromática es una estructura orgánica cíclica que tiene un sistema de enlaces π conjugados, que gana estabilidad a partir de la conjugación. La condición para la conjugación es que el anillo debe ser plano, ya que los orbitales p no podrían interactuar si no estuvieran en la posición correcta. Para asegurar la planaridad del ciclo, debe tener una cierta cantidad de electrones en enlaces π. De acuerdo con la regla de Hückel, el número de electrones π en compuestos simples tiene que ser 4n + 2, donde n es un número natural (n también puede ser cero). No es necesario que el ciclo consista solamente en átomos de carbono, ni que deba ser neutral. De hecho, muchos de los compuestos aromáticos son heterociclos o compuestos cargados.

Pero, ¿por qué los compuestos aromáticos son tan importantes? Son especialmente estables debido a la deslocalización de sus electrones a través del anillo. Como son tan estables, están presentes en la naturaleza en cantidades bastante grandes. Tome bases nitrogenadas por ejemplo:

Todos son aromáticos y muy estables. Esa es la razón por la cual son el componente más importante del ADN.

Mencioné también algunas estructuras cargadas, que pueden cobrarse como positivas o negativas. Estos son dos buenos ejemplos de este tipo de compuestos aromáticos:

Ambos tienen 6 electrones π y, por lo tanto, ambos son aromáticos. Por favor, asegúrese de no pensar que esta es su verdadera estructura. En realidad, las cargas se distribuyen por igual entre todos los átomos de carbono de los anillos. Además, ningún anillo aromático tiene verdaderos dobles enlaces. Todos los electrones π del sistema están conjugados.

Además, algunos ejemplos de heterociclos aromáticos (que no sean bases nitrogenadas):

Puedes contar π-electrones de estos anillos. Asegúrese de contar un solo par de electrones de heteroátomo siempre que sea perpendicular al plano del anillo, por ejemplo, uno de los únicos pares de nitrógeno en pirrol, oxígeno en furano o azufre en tiofeno, pero no un solo par de nitrógeno en piridina. Este no es perpendicular al plano o al anillo como se puede ver en la imagen.

No todos los compuestos cíclicos planos, que tienen un sistema conjugado de dobles enlaces son aromáticos. Si la cantidad de electrones π es 4n, estos compuestos se denominan antiaromáticos. Los compuestos antiaromáticos se desestabilizan por la conjugación, tienen más energía que los análogos acíclicos, mientras que los compuestos aromáticos son más estables y menos ricos en energía que sus análogos acíclicos. La antiaromaticidad desestabiliza tanto los compuestos que puede verse favorecida al cambiar su forma para romper la conjugación, como en el caso del ciclooctatetraeno, que tiene forma de bote y cuatro dobles enlaces no conjugados:

Por mucho que la regla de Hückel sea útil para considerar si un compuesto es aromático o no, se aplica solo a anillos simples y anillos condensados ​​simples. Esta regla no se aplica a anillos pericondensados, como pireno, coroneno, etc.

Este compuesto (coroneno) tiene 24 electrones π, lo que significa que es antiaromático de acuerdo con la regla de Hückel, pero de hecho es un compuesto aromático.

En el benceno se formó un nuevo tipo de enlaces químicos: un enlace aromático (CC), que tiene una multiplicidad de más de 1,5 (1,66) (multiplicidad CC en etano = 1 y multiplicidad CC en etileno = 2). No es correcto proporcionar un enlace aromático ya que una combinación de enlace simple y doble (por simplicidad que podemos) es un nuevo tipo de enlace químico que explica la resistencia del benceno y las propiedades químicas y otras propiedades en compuestos aromáticos.

Creo que le interesará leer mis trabajos sobre el enlace de tres electrones en el benceno (“El enlace aromático es un enlace de tres electrones en sistemas cíclicos planos con una interacción específica de electrones a lo largo del ciclo”).

Revisión (127 páginas, versión completa). Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el vínculo químico). http://vixra.org/pdf/1710.0326v2

El benceno sobre la base del enlace de tres electrones:

1. Estructura de la molécula de benceno sobre la base del enlace de tres electrones.
http://vixra.org/pdf/1606.0152v1

2. Confirmación experimental de la existencia del enlace de tres electrones y base teórica de su existencia.
http://vixra.org/pdf/1606.0151v2

3. Un breve análisis de enlaces químicos.
http://vixra.org/pdf/1606.0149v2

4. Suplemento a la justificación teórica de la existencia del enlace de tres electrones.
http://vixra.org/pdf/1606.0150v2

5. Teoría del enlace de tres electrones en los cuatro trabajos con comentarios breves.
http://vixra.org/pdf/1607.0022v2

6. REVISIÓN. Benceno sobre la base del enlace de tres electrones (93 páginas). http://vixra.org/pdf/1612.0018v5

7. Aspectos mecánico-cuánticos de la teoría de resonancia de L. Pauling.
http://vixra.org/pdf/1702.0333v2

8. Análisis cuántico-mecánico del método MO y el método VB desde la posición de PQS.
http://vixra.org/pdf/1704.0068v1

9. Revisión (127 páginas, versión completa). Benceno sobre la base del enlace de tres electrones. (El principio de exclusión de Pauli, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el enlace químico). http://vixra.org/pdf/1710.0326v2

Bezverkhniy Volodymyr viXra): http://vixra.org/author/bezverkh

La regla de Hückel (4n + 2) para sistemas aromáticos se puede escribir en una forma diferente, en la forma de 2n donde n – número no apareado. Entonces, tenemos: 2, 6, 10, 14, 18, etc. Esto también es cierto para los caparazones de electrones en el átomo y los sistemas aromáticos. El principio de la interacción de fermiones siempre uno, en todas partes.

7. REVISIÓN. El benceno en base al enlace de tres electrones (93 p.). http://vixra.org/pdf/1612.0018v5

8. Aspectos mecánico-cuánticos de la teoría de resonancia de L. Pauling. http://vixra.org/pdf/1702.0333v2.pdf

9. Análisis cuántico mecánico del método MO y el método VB desde la posición de PQS.
http://vixra.org/pdf/1704.0068v1

La mecánica cuántica define qué tal enlace químico. Sin mecánica cuántica es imposible. Conceptos clásicos para explicar lo que el enlace químico es imposible (y esto a pesar de la existencia de cuatro interacciones fundamentales: la electromagnética (más importante para la química), fuerte, débil, la gravedad). Es obvio que cuando los efectos cuánticos de formación de enlaces químicos son importantes. Es decir, formar un enlace químico no es suficiente para tener dos átomos específicos con electrones desapareados y las cuatro interacciones fundamentales, pero aún se necesitan estos dos átomos colocados a cierta distancia donde los efectos cuánticos “ayudan” a formar un enlace químico. Sin efectos cuánticos, estas líneas de base (átomos e interacciones fundamentales) no son suficientes para formar un enlace químico. Es obvio que cuando se forman los enlaces químicos, son importantes no solo las propiedades de los átomos y las interacciones fundamentales, sino también la estructura del espacio-tiempo a distancias de varios angstroms (enlace químico de escala). Los efectos cuánticos del espacio-tiempo comienzan a afectar la interacción de los átomos (la casa comienza a afectar la interacción entre los residentes), sin ella, explicando la formación de un enlace químico es imposible.

La razón para la formación del enlace químico aún no está clara, de hecho, no hay justificación física, como lo era en el momento de Bohr, ya que la formación de un enlace químico no se deriva de las cuatro interacciones fundamentales. Solo imagine, un enlace químico “no comprende” que no puede ser explicado normalmente y existe silenciosamente :). Una explicación completa del enlace químico solo puede ser proporcionada por la mecánica cuántica (en el futuro), los enfoques clásicos simplemente no funcionan.

Para entender esto, es necesario no olvidar lo que L. Pauling hizo (L. Pauling, “La naturaleza del vínculo químico”, y el trabajo de L. Pauling: Chem. Rev. 5, 173 (1928)), es decir Pauling analizó la interacción del átomo de hidrógeno y el protón en todo el rango de longitudes (admitió que el átomo de hidrógeno y H + en el enfoque se conservan y mostró que el enlace no se forma en este caso (ya que no hay interacción de intercambio) o resonancia por Pauling)). Solo uno de los hechos mencionados en realidad destruye el enfoque clásico (atracción y repulsión por Coulomb) para explicar el vínculo químico. Inevitablemente, se sigue que el enlace químico es un efecto mecánico cuántico y no otro.

Imagine un sistema con dos protones y un electrón, pero si se trata como un átomo de hidrógeno y un protón, entonces el enlace no se puede formar en toda la gama de longitudes. Pero, como lo demostró Burrau, se forma el enlace en H2 + (si consideramos el sistema como dos protones y un electrón), y nadie duda particularmente de esto, ya que el H2 + existe. Enfatizo particularmente que solo hay un electrón (no hay repulsión electrónica, etc.).

Después de este hecho, no se pueden continuar las discusiones, no tienen sentido (especialmente para aplicar esto a la explicación del enlace de dos electrones o aromático, este es un nivel de complejidad ligeramente diferente). Sin embargo, cabe señalar que la mecánica cuántica introdujo el concepto de “interacción de intercambio”, que no tenía justificación física (ya que no se alteran las interacciones fundamentales en el intercambio de electrones, pero si se forma un enlace) explica el vínculo químico (Más exactamente, enlace químico “disfrazado” en el efecto mecánico cuántico de la “interacción de intercambio”), confirmando que el enlace químico es de hecho un efecto mecánico cuántico.

La ciencia de la vinculación química es solo al comienzo de su viaje, y es para los estudiantes de hoy en día que hagan la contribución más significativa a la teoría de los enlaces químicos. Y esto conducirá a cambios fundamentales en la comprensión de la química y la física.

Sobre la base de los conceptos modernos de la mecánica cuántica, los enlaces químicos no se pueden explicar, se necesitan suposiciones fundamentales en la mecánica cuántica en sí …

La justificación teórica de un enlace de tres electrones con una multiplicidad de 1.5 que puede explicarse por la estructura de la molécula de benceno y muchos otros compuestos orgánicos e inorgánicos.
Justificación del enlace de tres electrones dado aquí:
1. pp. 4-6 http://vixra.org/pdf/1606.0151v1
2. pp. 1-5 http://vixra.org/pdf/1606.0150v1

Se intentó explicar el mecanismo de interacción de las partículas en un estado cuántico enmarañado sobre la base de un nuevo modelo del Universo Interferente.
pag. 5: http://vixra.org/pdf/1606.0150v1

Algunos enlaces sobre las obras:

Bezverkhniy Volodymyr (viXra): http://vixra.org/author/bezverkh

Bezverkhniy Volodymyr (Scribd): Bezverkhniy Volodymyr (bezverkhniy1volodymy) 13 cargas | Scribd

Estas capturas de pantalla (foto) (la mayoría con explicación) se pueden ver a través de este enlace.
Bezverkhniy Volodymyr (Archive.org): https://archive.org/details/@thr

Atentamente Bezverhny Volodymyr Dmitrievich.
Mi ID de ORCID: 0000-0002-3725-5571