[科普中国]-核独立化学位移

核独立化学位移（英语：Nucleus-independent chemical shift）是被使用得最广泛的衡量芳香性的指标。它的含义是在某个人为设定的不在原子核位置上的磁屏蔽值的负值，负值越大（即对磁场屏蔽越强）则芳香性越强。这个位置的设定有一定的任意性。NICS在使用之初，原文（JACS,118,6317）是将这个位置取在共轭环的几何中心，这个位置的NICS被称为NICS(0)。

简介核独立化学位移（英语：Nucleus-independent chemical shift）是被使用得最广泛的衡量芳香性的指标。它的含义是在某个人为设定的不在原子核位置上的磁屏蔽值的负值，负值越大（即对磁场屏蔽越强）则芳香性越强。这个位置的设定有一定的任意性。NICS在使用之初，原文（JACS,118,6317）是将这个位置取在共轭环的几何中心，这个位置的NICS被称为NICS(0)。

随后有人认为取在环中心会将σ和π轨道的贡献叠加在一起而说不清楚，于是提出取在平面上方或下方1埃的位置，称为NICS(1)，这个指标体现的主要是π电子的贡献。后来有人更进一步认为，NICS值不该取各项同性值（磁屏蔽张量xx、yy、zz之和的平均），而应该只考察zz值（z轴垂直于环平面），这样最适合体现π芳香性，这被称为NICS(1)_zz。虽然NICS(1)_zz还是不可避免地稍微掺入了一点的σ轨道的影响，但这种影响几乎可以忽略，因此NICS(1)_zz很适合讨论π芳香性。

NICS值可以判断芳香性是否存在，不能决定芳香性的强弱，例如蒽分子中，中间的环比两端的NICS值更负（绝对值更大）但9,10位在大多反应中活性却更高。1

芳香性芳香性是一种化学性质，有芳香性的分子中，由不饱和键、孤对电子和空轨道组成的共轭系统具有特别的、仅考虑共轭时无法解释的稳定作用。可以将芳香性看作是环状离域和环共振的体现。一般认为在这些体系中的电子，可以自由在由原子组成的环形结构上运动（离域），这些环形结构含有单键和双键相间，离域的结果是环键的键级趋于均化，给予体系稳定作用。

芳香性的理论最初由凯库勒发展出来，是以六元的苯分子为原型建立起来。理论中的苯有两个共振形态，并有单键和双键相间，但理论上的两种苯（环己三烯）衍生物的这类异构体在实际上无法检测或分离出来，苯事实上是这两个异构体的“杂化体”，并且具有不考虑电子离域时无法解释的稳定性。2

芳香性化合物的特征被分类为芳香性的化合物通常有以下的条件：

有一些离域电子组成一些π键，并且令整个环系统可以当成单与双键的组合；

给出离域电子形成π键的原子需处于同一个平面；

原子需组成一个环；

组成π键的电子总数需为 4n+2，即不是4的倍数的双数（休克尔规则）；

可进行亲电芳香取代反应和亲核芳香取代反应。

苯就是一个较好的例子，它适合以上所有条件，并且有6个离域电子（即n=1）。有4n+2个π电子的化合物通常都是芳香性的。环丁二烯只有4个离域电子，所以不属于芳香性化合物。这些只有4n个π电子而又具近似平面结构的环状化合物称为反芳香性化合物。

非芳香族的有机物就叫做脂肪族，脂肪族没有芳香族具有的特殊的共振稳定作用。在受到与平面垂直的外磁场作用时，离域的π电子环电流产生的感应磁场可将整个空间划分为屏蔽区与去屏蔽区，可在核磁共振结果上显示出来。

在商业中最重要的芳香化合物就是苯和甲苯，每年产量极高。从石油中得到的苯和甲苯可用来做其他极有用的日用品材料，包括苯乙烯、苯酚、苯胺及尼龙。2

芳香性化合物的分类芳香性化合物大致可分为：简单的芳香化合物、多环芳香化合物和杂环化合物。

杂环化合物杂环化合物之中组成环的原子不仅包括碳，还包括氮、氧或硫等原子，例如五元的吡咯、呋喃和噻吩、六元的吡啶、多环的吲哚、喹啉等。

多环芳香化合物多环芳香化合物中有一类多环芳香烃，其分子由超过一个不包含杂环或取代基的芳香环融合在一起并同时分享两个碳原子所组成，当中有一些是致癌物质。例子有萘、蒽、菲。

简单的芳香化合物芳香烃有大量的有机化合物的结构当中都包含简单的芳香环，例如DNA（包含嘌呤、嘧啶等）、三硝基甲苯（含苯环）、乙酰水杨酸（含苯环）和对乙酰氨基酚（含苯环）等。2

参见反芳香性

同芳香性

芳香烃

多环芳香烃

芳香环

休克尔规则

非芳香性

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所