17.9 : Ânions de Hidrocarbonetos Aromáticos: Visão Geral Estrutural

Hidrocarbonetos neutros como o ciclopentadieno, com um número ímpar de átomos de carbono e um grupo CH_2 intercalado no anel, não são aromáticos. O ciclopentadieno, com 4 elétrons π, não satisfaz a regra dos 4n + 2 elétrons π. Além disso, o grupo CH_2 intercalado é hibridizado sp^3 e não possui um orbital p vago, interrompendo assim a sobreposição dos orbitais p de forma contínua e impedindo a deslocalização dos elétrons π ao longo do anel.

Devido à ausência de sobreposição contínua de orbitais p, o ciclopentadieno não atende aos critérios de aromatização. No entanto, a remoção de um hidrogênio do grupo CH_2, com ambos ou um ou nenhum elétron, leva à conversão do carbono sp^3 em sp^2, transformando assim o ciclopentadieno em cátion ciclopentadienil, radical e ânion, respectivamente, tendo um orbital p vago. Entre todas as três espécies, o cátion ciclopentadienil e o radical, com quatro e cinco elétrons π, respectivamente, não atendem aos critérios de 4n + 2 elétrons π e não são aromáticos. Por outro lado, o ânion ciclopentadienil com 6 elétrons π, uma sobreposição contínua do anel de orbitais p e densidade de elétrons π deslocalizados, torna-se aromático. O mapa de potencial eletrostático do ânion corrobora a deslocalização dos elétrons π ao longo do anel. Além disso, as cinco estruturas de ressonância do ânion ciclopentadienil e a ocupação de orbitais moleculares de ligação por todos os 6 elétrons π no diagrama de Frost validam a estabilidade incomum do ânion.