Aromatické sloučeniny jsou známé už dlouhou dobu, ale jsou spíše doménou organické chemie. Nedávno byla publikována příprava plně kovového iontu [Bi4]4+.[1]
Nejprve se podíváme na organické a anorganické aromatické sloučeniny obecně, a až v druhé části na výše zmíněný kation.
Aromatické sloučeniny
Aby mohla být sloučenina (nebo ion) považována za aromatickou, musí splňovat následující tři podmínky:
- Musí mít planární cyklickou strukturu
- Musí obsahovat konjugovaný systém dvojných vazeb
- Její počet π elektronů musí odpovídat výrazu 4n+2, kde n ≥ 0
Aromatické sloučeniny jsou velmi stabilní a poměrně neochotně podléhají reakcím. Konjugovaný systém násobných vazeb nelze zaměňovat za lokalizované násobné vazby, v planárním cyklu dochází k překryvu všech p-orbitalů konjugovaného systému. Projevuje se to např. sjednocením vazebných délek.
![](http://z-moravec.net/wp-content/uploads/2024/07/Benzene_Orbitals-1024x552.png)
Typickým příkladem je benzen, ten je tvořen šestičlenným planárním cyklem. Počet π elektronů je 6 (4*2 + 2). Aromatické látky samozřejmě nemusí být složeny jen z uhlíku a vodíku, ale mohou obsahovat i heteroatomy, např. dusík v případě pyridinu, C5H5N.
Anorganické aromatické sloučeniny
Známe i několik aromatických sloučenin obsahujících kovy a polokovy ve své struktuře, např. arsabenzen, ten lze připravit z 1,4-pentadiynu:
![](http://z-moravec.net/wp-content/uploads/2024/07/Arsabenzen-1024x160.png)
Byly připraveny i další aromatické sloučeniny obsahující arsen:
![](http://z-moravec.net/wp-content/uploads/2024/07/As-aromatic-1024x212.png)
Přítomnost heteroatomu samozřejmě ovlivňuje geometrii molekuly, pěkně je to vidět na příkladu 15. skupiny:
![](http://z-moravec.net/wp-content/uploads/2024/07/Bond_lengths_of_group_15_heterobenzenes_and_benzene-1024x188.png)
Mezi plně anorganické analogy benzenu patří borazin, B3N3H6. Delokalizace elektronů je ale narušena rozdílem elektronegativit mezi borem a dusíkem.
![](http://z-moravec.net/wp-content/uploads/2024/07/Borazine-dimensions-2D-997x1024.png)
Aromatický kation [Bi4]4+
Supramolekulární sloučenina obsahující aromatický kation byla připravena v Ruprechtově-Karlově univerzitě v Heidelbergu.[2]
![](http://z-moravec.net/wp-content/uploads/2024/07/41557_2024_1530_Figa_HTML.webp)
Sloučenina obsahuje planární kation [Bi4]4+, tento silně elektronově deficitní kation obsahuje atomy bismutu v neobvyklém oxidačním stavu I. Kation je stabilizován interakcí s kavitou tvořenou pyrrolátovými kruhy bohatými na π-elektrony, dochází tak ke vzniku supramolekulárního komplexu. V tomto případě nejde o aromaticitu popsanou výše, ale o tzv. σ-aromaticitu, kdy dochází k delokalizaci σ-elektronů.
Prvním krokem přípravy byla reakce chloridu bismutitého s lithnou solí oktaethylporfyrinogenu a následnou záměnou kationtu za tetrafenylfosfonium.
![](http://z-moravec.net/wp-content/uploads/2024/07/41557_2024_1530_Fig2_HTML-1024x853.webp)
Následnou reakcí s bromidem inditým (InBr3) došlo ke změně barvy ze světle oranžová na tmavě červenou, po třech dnech stání za laboratorní teploty se vyloučily krystaly supramolekulárního produktu.
![](http://z-moravec.net/wp-content/uploads/2024/07/41557_2024_1530_Fig3_HTML-1024x656.webp)
Tato metoda syntézy může být do budoucna velmi zajímavá, např. pro stabilizaci jiných iontových cyklů a klastrů.