Aromaatsed ühendid

Mitte segi ajada mõistega lõhnaained

Lihtsustatud definitsiooni kohaselt on aromaatsed ühendid need orgaanilised ühendid, mis sisaldavad molekulis vähemalt ühe benseenitsükli (benseenituuma).

Nimetus „aromaatsed ühendid” tulenes sellest, et mõned selle klassi ühendid omasid „aromaatset” lõhna. Tänapäeval on määrava tähtsusega ühendi keemiline struktuur ja omadused. Aromaatsed tsüklid on ootamatult stabiilsed tänu valentselektronide delokalisatsioonile üle kogu tsüklilise süsteemi.

Lihtsaim aromaatne ühend on benseen , mille tsükkel on heksagonaalne ja planaarne. Benseeni molekulis 18 valentselektroni seovad kuut süsiniku aatomit, kusjuures kõik sidemed on identsed – kõik 18 elektroni on nagu „laiali määritud” üle kogu tsükli. π-Elektronide delokalisatsiooni benseeni molekulis kujutavad kolm alternatiivset struktuurivalemit:

Keemilistes struktuurides kirjutatakse tihti vaheldumisi üksik- ja kaksiksidemed, kuigi kõik sidemed on ekvivalentsed 1,5-sidemed. Seega pole õige väita, et aromaatsetes ühendites on üksik- ja kaksiksidemed vaheldumisi, vaid tegu on aromaatsete konjugeeritud sidemetega. Sarnane elektronide delokalisatsioon esineb ka polütsüklilistes aromaatsetes süsteemides nagu naftaleen, antratseen, bifenüül, asuleen jt.

Üldisema definitsiooni kohaselt esineb aromaatsetes ühendites π-orbitaalide kattumine üle kogu ringstruktuuri (tsükli). Juhule 18 valentselektroni tsüklis, nii nagu benseeni molekulis, vastab kolm aromaatset süsteemi: benseen, tsükloheptatrienüülkatioon (tropüüliumioon) ja tsüklopentadienüülanioon:

Laiemas mõttes kuuluvad aromaatsete ühendite klassi ka mittebensoidsed ühendid nagu püridiin, furaan, tiofeen, pürrool jt, mis sisaldavad heteroaromaatseid tsükleid. Kõigis nendes ühendites avaldab tsüklisisene konjugatsioon tugevat stabiliseerivat toimet.

Aromaatsetele ühenditele iseloomulik suletud konjugatsiooniahel saab moodustuda kui:

molekul on tsükliline
iga tsükli aatom omab p-orbitaali, mis kattub p-orbitaalidega mõlemale poolele
molekul on planaarne
π-orbitaalsüsteem sisaldab 4n+2 elektroni (n=0,1,2,3...).

Aromaatse tsükli stabiilsusest tulenevalt ei astu need ühendid liitumisreaktsioonidesse nii nagu teised küllastumata ühendid, kuid tsükli vesinikuaatomid on asendatavad teiste aatomite või rühmadega.