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Ich könnte mir vorstellen, daß hier induktive und mesomere Effekte mit hineinspielen.

Zitat von »Friedrich Karl Schmidt«

Heute frage ich mich , warum nicht schon die Erstvermutung von 6 gleichen C-C - Bindungen ausging. Denn weshalb sollte bei vollsymmetrischer Umgebung die Bindung zum linken Nachbarn eine andere sein als die zum rechten.

Was ich daran im Moment (noch?) nicht verstehe: wieso kann man davon ausgehen, dass den "Erstvermutern" (also um ca. 1860) die vollsymmetrische Umgebung des Benzols bewusst war?

Ich glaube, jetzt verstehe ich die Fragestellung. Umformuliert würde sie lauten: warum gibt es Aromaten, Antiaromaten und Nichtaromaten? Bzw. warum sind planare, cyclisch-konjugierte Systeme mit einer ungeraden Anzahl an pi-Elektronenpaaren aromatisch und die anderen nicht. Oder noch einmal umformuliert mit Blick auf die didaktische Komponente der Frage: wie erkläre ich einem Schüler, dass Benzol aromatisch ist und Cyclooctatetraen nicht?

Zunächst einmal muss man festhalten, dass die Begriffe "Anti-Aromat" und "Nicht-Aromat" nicht synonym sind. Insbesondere ist Planarität unabdingbare Voraussetzung nicht nur für Aromatizität, sondern auch für Anti-Aromatizität. Ich stelle mir den anti-aromatischen Zustand bildhaft-primitiv als den Gipfel eines Berges im Energieprofil vor, demgegenüber den aromatischen als eine Art Energiemulde. Die Natur war bezüglich des anti-aromatischen Zustands ziemlich einfallsreich, denn diese Moleküle treiben sozusagen die wildesten Dinge, um nur ja nicht im anti-aromatischen Zustand bleiben zu müssen: z.B. Cyclobutadien, isoliert und eingebettet in eine Edelgas-Matrix bei 8 K (!), verzerrt sich schon in diesem "gezähmten" Zustand zu einer rechteckigen Struktur (kein Quadrat!), schon bei 35 K reagiert es dann in einer Diels-Alder-Reaktion mit sich selbst. Cyclooctatetraen, so wie ich es gezeichnet habe anti-aromatisch, entgeht diesem Zustand durch Aufhebung der Planarität, es verzerrt zu einer wannenförmigen Konformation.

Das kann man alleine mit ungünstigen Bindungswinkeln nicht mehr erklären. Das rechteckige Cyclobutadien hat ja immer noch den ungünstigen 90° Winkel. Und das Cyclopentadienyl-Kation ist ein klassisches Beispiel für eine anti-aromatische Verbindung, obwohl der Bindungswinkel im Fünfring gar nicht ungünstig ist: im Gegenteil, denn in der Natur ist er ein bevorzugtes Strukturelement.

Ich lehne mich jetzt mal etwas aus dem Fenster und behaupte, dass man das ohne die Hückel'sche Molekülorbital-Theorie nicht vernünftig erklärt bekommt. Einem Studenten, der schon etwas MO-Theorie gehört hat, kann ich innerhalb kurzer Zeit anhand der Frost-Musulin-Diagramme klar machen, wo die Energieniveaus der Orbitale liegen und dass bei einem Anti-Aromaten eine ungünstige diradikalische Verteilung entstünde, während der Aromat einen Energiegewinn für sich verbucht. Aber bei einem Schüler? Ich wäre ratlos. Genau genommern könnte ich dem nicht einmal erklären, warum Benzol aromatisch ist, da er nicht in der Lage wäre, den energetischen Vorteil zu erkennen. Aber ich bin ja auch kein Lehrer, vielleicht gibt es ja noch Beiträge aus dieser Richtung...

Zitat von »Friedrich Karl Schmidt«

Was mir nicht einleuchten würde. sind unterschiedlich starke Bindungen. Wenn also z.B. Cycobutadien nicht planar und infolgedessen nicht aromatisch ist, ok. Aber wenn die vier Bindungen verschieden stark und lang sind, damit hätte ich ein Problem.

Dann haben Sie ein Problem, denn genau so ist es. Aber lassen wir mal das etwas kompliziertere Cyclobutadien beiseite und gehen zum Cyclooctatetraen: wenn man erst einmal eingesehen hat, dass es nicht planar ist, dann ist es doch auch nicht mehr schwierig zu erkennen, dass die Bindungen nicht alle gleich lang sein können. Denn dafür wäre ja eine Delokalisation der Elektronen notwendig, wofür man wiederum zueinander parallele p-Orbitale braucht, denn diese müssen überlappen. Bei einer nicht-planaren Struktur ist das nicht möglich. Aber für viel schwieriger halte ich es, zunächst einmal zu verstehen, ob und warum das Cyclooctatetraen überhaupt von der Planarität abweicht.