Энергетическая диаграмма граничных молекулярных орбиталей бензола, фурана, пиррола и тиофена

Эти гетероарены различаются и направлениями дипольных моментов.

O S N

H

фуран тиофен пиррол

(μ=0,70 D) (μ=0,51 D) (μ=1,81 D)

Суммарный дипольный момент каждой из этих молекул складывается из дипольного момента σ-остова и дипольного момента, обусловленного системой делокализованных π-электронов. Относительные вклады этих составляющих ждя каждого из гетероаренов неодинаковы. В молекулах фурана и тиофена преобладают дипольные моменты σ-остовов. Вследствие этого значения дипольных моментов фурана и тиофена невелики, а их векторы направлены в сторону гетероатомов. В молекуле пиррола π-составляющая дипольного момента оказывается больше по сравнению с σ-составляющей: суммарный дипольный момент в его молекуле направлен поэтому от гетероатома.

В насыщенных гетероциклических соединениях – тетрагидрофуране, тетрагидротиофене и пирролидине – дипольный момент определяется вкладом только σ-остова. В каждой их этих молекул гетероатом является отрицательным концом диполя, что обусловлено более высокой электроотрицательностью атомов кислорода, серы и азота по сравнению с атомом углерода.

O S N

Н

тетрагидрофуран тетрагидротиофен пирролидин

(μ=1,73 D) (μ=1,90 D) (μ=1,58 D)