芳香性

芳香性判據—— 休克爾規則

是不是具有芳香性的化合物一定要含有苯環？德國化學家休克爾而從分子軌道理論的角度，對環狀化合物的芳香性提出了如下的規則，即休克爾規則：一個單環化合物只要具有平面離域體系，它的π 電子 數為4n+2(n=0，1，2，3，…整數），就有芳香性(當 n>7 時，有例外）。其中n相當於簡併的成鍵軌道和非鍵軌道的組數。苯有六個π電子，符合4n+2規則，六個碳原子在同一平面內，故苯有芳香性。而環丁二烯，環辛四烯的π電子數不符合4n+2規則，故無芳香性。

凡符合休克爾規則，具有芳香性。不含苯環的具有芳香性的 烴類化合物稱作非苯芳烴，非苯芳烴包括一些環多烯和芳香離子等。

環多烯烴（通式CnHn）又稱作輪烯（也有人把 n≥10 的環多烯烴稱為輪烯）。環丁烯，苯，環辛四烯和環十八碳九烯分別稱輪烯，輪烯，輪烯和輪烯。它們是否具有芳香性，可按休克爾規則判斷，首先看環上的碳原子是否均處於一個平面內，其次看 π 電子數是否符合4n+2.輪烯環上碳原子基本上在一個平面內，π 電子數為 4n+2(n=4），因此具有芳香性。又如輪烯，π 電子數符合 4n+2(n=2），但由於環內兩個氫原子的空間位阻，使環上碳原子不能在一個平面內，故無芳香性。

非苯芳烴及芳香性判據

某些烴無芳香性，但轉變成離子后，則有可能顯示芳香性。如環戊二烯無芳香性，但形成負離子后，不僅組成環的5個碳原子在同一個平面上，且有6個π電子（n=1），故有芳香性。與此相似，環辛四烯的兩價負離子也具有芳香性。因為形成負離子后，原來的碳環由盆形轉變成了平面正八邊形，且有 10 個π電子（n=2），故有芳香性。

環戊二烯負離子

其它某些離子也具有芳香性，例如，環丙烯正離子（Ⅰ），環丁二烯兩價正離子（Ⅱ）和兩價負離子（Ⅲ），環庚三烯正離子（Ⅳ）。因為它們都具有平面結構，且π電子數分別位2,2,6,6，符合4n+2(n 分別位0,0,1,1）。

具有芳香性的離子也屬於非苯芳烴。

與苯相似，萘、蒽、菲等稠環芳烴，由於它們的成環碳原子都在同一個平面上，且π電子數分別為10和 14，符合Hückel規則，具有芳香性。雖然萘、蒽、菲是稠環芳烴，但構成環的碳原子都處在最外層的環上，可看成是單環共軛多烯，故可用Hückel規則來判斷其芳香性。

與萘、蒽等稠環芳烴相似，對於非苯系的稠環化合物，如果考慮其成環原子的外圍π電子，也可用Hückel規則判斷其芳香性。例如，薁（藍烴）是由一個五元環和一個七元環稠合而成的，其成環原子的外圍π電子有 10 個，相當於輪烯，符合 Hückel 規則（n=2），也具有芳香性。薁的偶極矩為3.335×10-30C·m，其中環庚三烯帶有正電荷，環戊二烯帶有負電荷，可看成是由環庚三烯正離子和環戊二烯負離子稠合而成的，兩個環分別有 6 個電子，所以穩定，是典型的非苯芳烴。

與Hückel體系共軛分子芳香性不同，若將Hückel體系共軛分子，以一個端點碳原子為原點，把分子鏈上的其它碳原子，在共軛平面中作扭轉，其結果恰好使另一個端點碳原子轉動180°，然後，再將頭尾兩個碳原子相連，使之形成單環共軛多烯烴。在這類單環共軛多烯烴中，頭尾兩個碳原子的p軌道位相相反（或位相轉換數為1）。這種體系叫莫比烏斯體系。在莫比烏斯體系中，若π電子數為4n(n=0,1,2......），則形成穩定的閉殼層電子結構，分子穩定，具有芳香性。

莫比烏斯體系主要用於 芳香過渡態理論.