怎样判断芳杂环是富电子还是缺电子？

芳杂环分为两种：单杂原子的芳杂环，以及多杂原子的芳杂环。

对于单杂原子芳杂环，常见于以下右侧四种：

杂环的缺电还是富电，理论上是和碳环比较的；

杂原子芳环是缺电子还是富电子的底层逻辑是： 杂原子中孤对电子对芳杂环的电子云密度贡献大，还是杂原子电负性对电子云的吸引作用大。

在吡啶中，苯环上的一个CH部分被N替换，氮原子呈sp2杂化，有一对孤对电子位于环平面，未参与共轭，即孤电子对对芳环没有贡献，且N 杂原子电负性大于碳原子，会吸引电子云，使芳杂环电子云密度降低，故而吡啶为缺电子杂环；

在吡咯中，吡咯中氮原子的孤对电子参与共轭，使吡咯环上电子云密度增加，且孤对电子对芳杂环的电子云密度贡献较大，超过了杂原子电负性对电子云的吸引作用（简单理解，所有钱都拿出来了，用于风险共担），所以吡咯为富电子杂环；

在呋喃和噻吩中，杂原子上各有一对孤对电子参与环上的共轭，另各有一对孤对电子游离于体系之外；同样的 孤对电子对芳杂环的电子云密度贡献 杂原子电负性对电子云的吸引作用，为富电子芳杂环；

但氧的电负性大于氮，所以相比较吡咯，呋喃上的电子云密度稍小，从而致使环上的亲电取代变难；

硫的电负性值小于氮和氧，理论上噻吩环上的电子云密度应该最高，但噻吩中 硫原子的 3p 轨道与环上碳原子的 2p 轨道重叠程度较小，导致其孤对电子参与共轭的程度不佳，得电子云更容易在 α - 位聚集，而其他位置电子云密度相对较低，导致电子云分布不均匀，平均电子云密度也受到影响，低于呋喃；

所以四种杂原子芳环上的电子云密度和苯环的排序是：

对于多原子的芳杂环，只要密切关注杂原子上孤对电子的行为即可，共轭一般都会使得电子云密高，如果不太清楚，也可以参考NMR，芳杂环上质子的化学位移可以反馈电子云密度； 富电子杂环上的氢原子，周围电子云密度高，对氢核屏蔽作用大，核磁共振信号出现在较高场，化学位移值较小。

更主要的是，从NMR中，直接反馈了一个芳杂环上亲电取代的底层逻辑——化学位移值越小的氢，越容易被亲电取代！