반방향족성 (Antiaromaticity)
쉽게 풀면
방향족성이 특별한 안정을 뜻한다면, 반방향족성은 그 반대로 특별한 불안정을 뜻합니다. 고리이고 평면이며 공액이 이어져 있는데 파이 전자 수가 4, 8, 12처럼 4n이면, 전자 배치상 가장 높은 준위에 홀전자가 남거나 에너지가 높아져 열린 사슬 형태보다도 불안정해집니다. 사이클로뷰타다이엔이 대표적인 예로, 실온에서 잡아 두기조차 어렵습니다. 많은 분자는 고리를 살짝 비틀거나 결합 길이를 불균등하게 만들어 이 상태를 피해 갑니다.
왜 중요한가
방향족성과 짝을 이루어 공액계의 안정성을 판단하는 기준을 완성해 주므로, 새로운 고리 화합물의 존재 가능성과 반응성을 예측할 때 함께 검토됩니다. 또한 왜 어떤 중간체가 극히 짧은 수명만 갖는지 설명하는 근거로 자주 인용됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
반방향족 화합물의 전형적인 불안정성과 관찰 조건을 기술합니다.
구조 왜곡으로 불안정을 피하는 현상을 설명하는 문장입니다.
조금 더 깊게 보면
프로스트 원 다이어그램으로 보면 4n 전자계는 축퇴된 비결합성 궤도에 전자가 하나씩만 들어가는 배치가 되어, 닫힌 껍질을 이루지 못합니다. 그 결과 삼중항 성격이 나타나거나, 대칭성을 스스로 낮춰 축퇴를 푸는 얀-텔러 방식의 왜곡이 일어납니다. 핵자기공명에서는 고리 전류의 방향이 방향족과 반대여서, 고리 바깥 수소의 신호가 오히려 높은 자기장 쪽으로 이동하는 특징이 관찰됩니다. 이런 스펙트럼 지표는 반방향족성을 실험적으로 판정하는 중요한 근거가 됩니다.
주의할 점
'방향족이 아니다'와 '반방향족이다'는 전혀 다른 말입니다. 전자는 단순히 규칙을 만족하지 않는 상태이고, 후자는 공액 때문에 오히려 불안정해진 상태를 가리킵니다. 평면성과 완전한 공액이 전제되지 않으면 4n 전자계라도 반방향족으로 분류하지 않습니다.