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ヒュッケル則(H?ckel's rule)は、芳香族炭化水素の安定性についてエーリヒ・ヒュッケルが1931年に発見した規則で、π電子の数が (4n+2) を満たすときに芳香環が安定するというもの[外部リンク] IUPAC Gold Book - H?ckel (4n + 2) rule。

従って、環状炭化水素でヒュッケル則に従えば芳香族としての性質をもつと言い換えてもよい。ベンゼンやナフタレン、アヌレンのうち炭素数が4で割り切れないもの(6,10,14個...―ただし、角度ひずみのため、安定できるのは6個(ベンゼン)以外では18個([外部リンク]18アヌレン)くらいである)はこの規則を満たしている。

逆に、炭素数が4の倍数のときは、共鳴安定化できないため不安定になる(反芳香族性)。例としては、シクロブタジエン([外部リンク]4アヌレン)、シクロオクタテトラエン([外部リンク]8アヌレン)などがあり、これらは平面構造ではなく曲がった構造をしているメビウスの帯のようにひねりが加えられた分子では、π電子が 4n 個のときに安定化する。この現象をメビウス芳香族性という。。

通常の分子ではヒュッケル則を満たさなくても電子が抜けたり(カチオン)、逆に加えられたり(アニオン)することによってヒュッケル則を満たすものもあり、こうして発生したカチオンやアニオンなどのイオンは通常のイオンよりも安定である。この例としてはシクロペンタジエニルアニオンなどが挙げられる。

環の中に炭素の代わりに窒素や酸素・硫黄などのヘテロ元素が置換したものもヒュッケル則を満たせば芳香族性を示し、複素環式芳香族化合物、ヘテロ芳香族化合物などと呼ばれる。低分子量で代表的な例としてはピロール、ピリジン、フラン、チオフェンなど、高分子量なものではポルフィリンや道路標識の青色に使われているフタロシアニンなどが挙げられ、いずれも平面化合物である。

◆ 脚注

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・ヒュッケル則 page1