Aromaticité de la pyridine

La structure de la pyridine est très similaire à celle du benzène. Selon les méthodes physiques modernes, la longueur de la liaison carbone-carbone dans la molécule de pyridine est de 139 pm, entre la liaison simple CN (147 pm) et la double liaison C=N (128pm), et la valeur de la longueur de liaison de la liaison carbone-carbone. et la liaison carbone-azote est similaire et l'angle de liaison est d'environ 120 degrés, ce qui indique que le degré moyen de liaison sur le cycle pyridine est élevé. Mais pas aussi complet que le benzène.
Les atomes de carbone et d'azote du cycle pyridine se chevauchent avec les orbitales hybrides sp2 pour former une liaison σ, formant un cycle plan à six chaînons. Chaque atome a une orbitale p perpendiculaire au plan de l'anneau, chaque orbitale p a un électron, et ces orbitales p se chevauchent sur les côtés pour former une grande liaison π fermée avec 6 électrons π, suivant la règle 4n+2, similaire à le cycle benzénique. La pyridine possède donc certaines propriétés aromatiques. Il existe également une orbitale hybride sp2 sur l’atome d’azote qui n’est pas impliquée dans la liaison et est occupée par une paire d’électrons libres, rendant la pyridine alcaline. L'électronégativité de l'atome d'azote sur l'anneau pyridine est grande, ce qui a un grand effet sur la répartition de la densité du nuage électronique sur l'anneau, provoquant le déplacement du nuage électronique π vers l'atome d'azote, et la densité du nuage électronique est élevée autour du atome d'azote, tandis que la densité du nuage électronique dans d'autres parties de l'anneau est diminuée, en particulier dans les positions voisine et para. La pyridine est donc moins aromatique que le benzène.
Dans la molécule de pyridine, le rôle des atomes d'azote est similaire à celui du nitro du nitrobenzène, de sorte que la densité du nuage électronique en position adjacente et para est inférieure à celle du cycle benzénique, et le méta est similaire à celui du benzène. cycle, de sorte que la densité du nuage électronique de l'atome de carbone sur le cycle est bien inférieure à celle du benzène, de sorte que le cycle hétérocyclique aromatique comme la pyridine est également connu sous le nom de cycle hétérocyclique « π-déficient ». Les propriétés chimiques de ce type d'hétérocycle sont les suivantes : la réaction de substitution électrophile devient difficile, la réaction de substitution nucléophile devient facile, la réaction d'oxydation devient difficile, la réaction de réduction devient facile.