17.9 : Aniones de hidrocarburos aromáticos: descripción estructural

Los hidrocarburos neutros como el ciclopentadieno con un número impar de átomos de carbono y un grupo CH_2 intermedio en el anillo no son aromáticos. El ciclopentadieno con 4 electrones π no satisface la regla de los 4n + 2 electrones π. Además, el grupo CH_2 intermedio tiene hibridación sp^3 y carece de un orbital p vacante, interrumpiendo así la superposición de los orbitales p de manera continua y evitando la deslocalización de los electrones π en todo el anillo.

Debido a la ausencia de superposición continua de orbitales p, el ciclopentadieno no cumple con los criterios de aromaticidad. Sin embargo, la eliminación de un hidrógeno con ambos, uno o ningún electrón del grupo CH_2 impulsa la conversión del carbono sp^3 en sp^2, convirtiendo así el ciclopentadieno en catión, radical y anión ciclopentadienilo, respectivamente, que tienen un orbital p vacante. Entre las tres especies, el catión ciclopentadienilo y el radical con cuatro y cinco electrones π, respectivamente, no cumplen con el criterio de 4n + 2 electrones π y no son aromáticos. Por otro lado, el anión ciclopentadienilo con 6 electrones π, un anillo superpuesto continuo de orbitales p y una densidad de electrones π deslocalizada se vuelve aromático. El mapa de potencial electrostático del anión corrobora la deslocalización de los electrones π a lo largo del anillo. Además, las cinco estructuras de resonancia del anión ciclopentadienilo y la ocupación de los orbitales moleculares de enlace por los 6 electrones π en el diagrama de escarcha validan la estabilidad inusual del anión.