Regla de Hückel

Orbitales atòmics i moleculars del benceno, el compost aromàtic més àmpliament reconegut, en $4\cdot 1+2=6$ electrons deslocalizados.

Diferents molècules aromàtiques o antiaromáticas. D'esquerra a dreta, ciclobutadieno, benceno, ciclooctatetraeno, ciclodecapentaeno.

En química orgànica, la regla de Hückel relaciona l'aromaticidad en el número d'electrons deslocalizados en orbitales sp² d'una molècula orgànica plana i cíclica que té enllaces simples i enllaços dobles conjugats. En concret, la regla de Hückel indica que una molècula plana és aromàtica si té 4n+2 electrons π, i antiaromática si té 4n electrons π. L'importància de la regla radica en la gran diferència d'estabilitat entre composts aromàtics, no aromàtics i antiaromáticos, de manera que es poden fer prediccions qualitatives sobre l'estabilitat química dels diferents composts de forma senzilla. En concret es pot aplicar la regla de Hückel del següent modo: 4n+2 deu ser igual al número d'electrons π ( número de dobles enllaces x 2), si el número d'electrons π és igual a "4n", serà antiaromático. Si no complix les regles és no aromàtic.

El cas típic de aromaticidad, i el més corrent i abundant en la naturalea, és la molècula de benceno. És una molècula els nivells de la qual d'energia són fàcils de vore, segons els nodos que presenten les combinacions de orbitales moleculars. L'estat energètic fonamental es presenta sense cap nodo, en el següent trobem dos estats degenerados en un o més nodos.

La regla de Hückel es pot relacionar en els orbitales resultants de combinar n orbitales atòmics. Com diu la teoria del orbital molecular, el resultat de combinar n orbitales atòmics és n orbitales moleculars de diferent energia. Com cada carbono tindrà un electró en el seu orbital p lliure, de n orbitales moleculars tindrem n electrons deslocalizados. I com en cada orbital molecular caben 2 electrons en espin opost, s'omplin n/2 orbitales moleculars.

Es troba que si el número d'electrons és 4n, els electrons apleguen a un estat energètic una miqueta superior a l'anterior, i per eixa raó eviten deslocalizarlos, ben localisant electrons o trencant la planaridad. En canvi, si el número d'electrons és 4n+2, els electrons es queden en un estat energètic molt més baix i s'estabilisen més.

En la figura es veuen les estructures i orbitales moleculars de cicles creixents en enllaços simples i dobles alternats, que són, successivament, antiaromáticas i aromàtiques, d'acort en la regla de Hückel. Les energies relatives dels orbitales s'obtenen per càlculs de química quàntica i no són evidents a partir de la simple aplicació del conteo d'electrons.

La base per a la seua formulació mecànic quàntica va ser elaborada per primera volta pel químic físic Erich Hückel in 1931. L'expressió sucinta com regla 4n+2 s'ha atribuït a von Doering (1951), encara que varis autors estaven usant eixa forma més o menys al mateix temps.