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17.11 : 五元杂环芳香族化合物:概述

杂环芳香族化合物是芳香族且在环中具有一个或多个杂原子(碳以外的原子)的环状化合物。 根据环中存在的原子数,它们可以是五元或六元。 五元杂环芳族化合物的实例包括吡咯、呋喃、噻吩和咪唑。 吡咯由一个具有一对孤电子对的氮原子组成。 呋喃和噻吩分别具有1个氧和1个硫杂原子。 两者都拥有两个孤对电子。 咪唑与其他三种的不同之处在于具有两个氮作为杂原子,每个氮原子上有一对孤对电子。 在所有四种杂环化合物中,所有原子都是 sp2 杂化,包括杂原子。

因此,所有原子都有一个垂直于环平面的未杂化 p 轨道。 在每种情况下,所有碳原子贡献一个 π 电子,杂原子贡献一对孤对电子,占据未杂化的 p 轨道。 这样就完成了芳香六隅体(sixet)并形成 6 个 π 电子的闭环。

呋喃和噻吩中氧和硫杂原子的额外孤对电子分别占据与p轨道垂直的sp2杂化轨道,并且不参与π体系。 对于咪唑,第二个氮原子上的孤对电子占据sp2杂化轨道,并且不参与芳香π体系。 因此,只有一个氮原子的孤对电子参与芳族六隅体。

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Five membered Heterocyclic Aromatic CompoundsPyrroleFuranThiopheneImidazoleHeteroatomsSp2 HybridizationAromatic SextetLone Pair Of Electrons

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