Цикл Фроста

Цикл Фроста-Музуліна, або просто цикл Фроста (англ. Frost's circle) — графічний метод оцінки ароматичності планарних моноциклічних сполук з кон'югованими зв'язками. Він був розроблений Артуром А. Фростом та Борисом Музуліним.[1]

Розрахунок енергій МО кон'югованих циклічних полієнів за методом Гюккеля приводить до цікавого спостереження, що циклічні полієни з атомів Карбону, які мають головну вісь обертання Cn, мають такі енергії МО, що їх можна розмістити у вершинах звичайного -кутника. Молекули, які мають непарну кількість електронних пар ( π-електронів, де - ціле невід'ємне число), повністю заповнюють зв'язуючі й незв'язуючі орбіталі, що є енергетично вигідним. Тому такі сполуки відносяться до ароматичних. При парній кількості електронних пар ( π-електронів) заповнення МО утворює дирадикал, що робить молекулу дуже реактивною, а також є енергетично невигідним. Такі сполуки нестійкі й відносяться до антиароматичних.

Побудова циклу Фроста

Циклічний полієн, ароматичність якого потрібно перевірити, розташовується вершиною вниз, навколо нього малюється описана окружність. Якщо позначити радіус цієї окружності як 2β, то відносні енергії π-орбіталей розраховуються за формулами

або

Потім утворені орбіталі заповнюються згідно з правилами Гунда:

Приклади
  • Приклади ароматичних сполук
  • Циклопропеніл-катіон
  • Циклопентадієніл-аніон
  • Циклогептатрієніл-катіон (тропілій-катіон)
  • Приклади антиароматичних сполук
  • Циклобутадієн
  • Циклопентадієніл-катіон
  • Циклогептатрієніл-аніон

Примітки
  1. Frost, Arthur A.; Musulin, Boris (1953-03). A Mnemonic Device for Molecular Orbital Energies. The Journal of Chemical Physics 21 (3). с. 572–573. ISSN 0021-9606. doi:10.1063/1.1698970. Процитовано 2 лютого 2020.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.