Кіріспе
Ароматты қосылыстар химиясы мен физикасы. Ароматты сақиналық ток – бензол және нафталин сияқты ароматты молекулаларда байқалатын құбылыс. Егер магнит өрісі ароматты жүйенің жазықтығына перпендикуляр бағытталса, ароматты сақинаның делокальданған π электрондарынан сақиналық ток туындайды. Бұл Ампер заңының тікелей салдары; себебі, қатысатын электрондар көптеген ароматсыз молекулалардағыдай байланыстарда локалданудың орнына еркін айналымға ие, сондықтан магнит өрісіне күштірек әсер етеді. Сақиналық ток өз магнит өрісін жасайды. Сақинаның сыртында бұл өріс сыртқы магнит өрісімен бір бағытта, ал сақинаның ішінде сыртқы өріске қарсы бағытта болады. Осының салдарынан сақинаның сыртындағы жалғыз магнит өрісі сыртқыдан қолданылған өрістен артық, ал сақинаның ішінде кем болады.
chemistry and physics of aromatic compounds
An aromatic ring current is an effect observed in aromatic molecules such as benzene and naphthalene. If a magnetic field is directed perpendicular to the plane of the aromatic system, a ring current is induced in the delocalized π electrons of the aromatic ring. This is a direct consequence of Ampère's law; since the electrons involved are free to circulate, rather than being localized in bonds as they would be in most non aromatic molecules, they respond much more strongly to the magnetic field. The ring current creates its own magnetic field. Outside the ring, this field is in the same direction as the externally applied magnetic field; inside the ring, the field counteracts the externally applied field. As a result, the net magnetic field outside the ring is greater than the externally applied field alone, and is less inside the ring.
NMR спектроскопиясының маңыздылығы
Ароматтық сақиналық токтар ЯМР спектроскопиясы үшін маңызды, себебі олар ароматтық молекулалардағы 1H ядроларының ("протон") химиялық ығысуларына күрт әсер етеді. Бұл эффект осы ядролық ортаны ажыратуға көмектеседі, сондықтан молекулалық құрылымды анықтау үшін өте пайдалы. Бензолда сақинадағы протондар деэкранирленеді, өйткені индукцияланған магнит өрісі сақина сыртында сыртқы өріспен бір бағытта болады, ал олардың химиялық ығысуы циклогексендегі винилді протонның 5,6-ға қарағанда 7,3 миллионнан бір бөлік (ppm) құрайды. Керісінше, ароматтық сақинаның ішіндегі кез келген протон экранирленеді, себебі екі өріс те қарама-қарсы бағытта. Бұл эффект циклооктадеканонаенде ([18]аннуленде) 6 ішкі протоны бар -3 ppm кезінде байқалады. Антиароматтық қосылыстарда жағдай керісінше. [18]аннуленнің дианионында ішкі протондар 20,8 ppm және 29,5 ppm-де күшті деэкранирленеді, ал сыртқы протондар (эталонға қатысты) -1,1 ppm-де айтарлықтай экранирленеді. Осылайша, диамагниттік немесе диатроптық сақиналық ток ароматтыққа, ал паратроптық сақиналық ток антиароматтыққа сәйкес келеді. Ұқсас эффект үш өлшемді фуллерендерде де байқалады; бұл жағдайда ол сфералық ток деп аталады.
Ароматикалық гармоникалық осциллятор моделі
Тағы бір әдіс, ароматикалық гармоникалық осциллятор моделі (HOMA) деп аталады, ол толық ароматикалық жүйеде іске асырылған деп есептелетін оптималды мәннен байланыс ұзындықтарының ауытқуларының квадратының нормаланған қосындысы ретінде анықталады. Ароматты қосылыстың HOMA мәні 1-ге тең, ал ароматты емес қосылыстың мәні 0-ге тең. Барлық көміртек жүйелері үшін HOMA мәні келесідей анықталады:
мұнда V=257.7 Å−2 – нормалау шамасы, n – көміртек-көміртек байланыстарының саны, d – байланыс ұзындықтары (dopt=1.388 Å – оптималды мән, ал di – өлшенген немесе есептелген мәндер).