17.9 : Aniony węglowodorów aromatycznych: przegląd strukturalny

Węglowodory obojętne, takie jak cyklopentadien, z nieparzystą liczbą atomów węgla i jedną grupą CH_2 w pierścieniu, nie są aromatyczne.

Cyklopentadien z 4 elektronami π nie spełnia reguły elektronów 4n + 2 π. Dodatkowo znajdująca się pomiędzy nimi grupa CH_2 ma hybrydyzację sp^3 i brakuje jej wolnego orbitalu p, co przerywa w sposób ciągły nakładanie się orbitali p i zapobiega delokalizacji elektronów π w całym pierścieniu.

Ze względu na brak ciągłego nakładania się orbitali p, cyklopentadien nie spełnia kryteriów aromatyczności. Jednakże usunięcie jednego wodoru z obydwoma lub jednym elektronem lub bez elektronów z grupy CH_2 powoduje konwersję węgla sp^3 do sp^2, przekształcając w ten sposób cyklopentadien odpowiednio w kation, rodnik i anion cyklopentadienylu, mające wolny orbital p. Spośród wszystkich trzech gatunków kation cyklopentadienylowy i rodnik odpowiednio z czterema i pięcioma elektronami π nie spełniają kryteriów 4n + 2 elektronów π i nie są aromatyczne. Z drugiej strony anion cyklopentadienylowy z 6 elektronami π, ciągłym nakładającym się pierścieniem orbitali p i zdelokalizowaną gęstością elektronów π staje się aromatyczny. Mapa potencjału elektrostatycznego anionu potwierdza delokalizację elektronów π w całym pierścieniu. Ponadto, pięć struktur rezonansowych anionu cyklopentadienylowego i zajęcie orbitali molekularnych wiążących przez wszystkie 6 elektronów π na diagramie mrozu potwierdzają niezwykłą stabilność anionu.