Կոնյուգացիա ընդդեմ ռեզոնանսի
Խոնարհումը և ռեզոնանսը երկու կարևոր երևույթ են մոլեկուլների վարքագիծը հասկանալու համար:
Ի՞նչ է խոնարհումը:
Մոլեկուլում, երբ առկա են փոփոխական մեկ և բազմակի կապեր, մենք ասում ենք, որ համակարգը խոնարհված է: Օրինակ՝ բենզոլի մոլեկուլը խոնարհված համակարգ է։ Բազմաթիվ կապում կա մեկ սիգմա կապ և մեկ կամ երկու պի լճակ: Pi կապերը կազմվում են համընկնող p օրբիտալներով։ p ուղեծրերում էլեկտրոնները գտնվում են մոլեկուլի հարթությանը ուղղահայաց։ Այսպիսով, երբ փոփոխական կապերում կան pi կապեր, բոլոր էլեկտրոնները տեղակայվում են ամբողջ խոնարհված համակարգում:Այլ կերպ ասած, մենք այն անվանում ենք էլեկտրոնային ամպ: Քանի որ էլեկտրոնները տեղաբաշխված են, դրանք պատկանում են խոնարհված համակարգի բոլոր ատոմներին, բայց ոչ միայն մեկ ատոմի: Սա նվազեցնում է համակարգի ընդհանուր էներգիան և բարձրացնում կայունությունը: Համակցված համակարգի ստեղծմանը կարող են մասնակցել ոչ միայն pi կապերը, այլ նաև միայնակ էլեկտրոնային զույգերը, ռադիկալները կամ կարբենիումի իոնները: Այս դեպքերում կան կամ ոչ կապակցված p օրբիտալներ երկու էլեկտրոններով, մեկ էլեկտրոնով կամ առանց էլեկտրոնների: Կան գծային և ցիկլային խոնարհված համակարգեր։ Ոմանք սահմանափակված են միայն մեկ մոլեկուլով: Երբ կան ավելի մեծ պոլիմերային կառույցներ, կարող են լինել շատ մեծ կոնյուգացված համակարգեր: Կոնյուգացիայի առկայությունը թույլ է տալիս մոլեկուլներին հանդես գալ որպես քրոմոֆորներ: Քրոմոֆորները կարող են կլանել լույսը; հետևաբար, միացությունը գունավոր կլինի։
Ի՞նչ է ռեզոնանսը:
Լյուիսի կառուցվածքները գրելիս մենք ցույց ենք տալիս միայն վալենտային էլեկտրոններ: Ատոմները կիսելով կամ փոխանցելով էլեկտրոնները, մենք փորձում ենք յուրաքանչյուր ատոմին տալ ազնիվ գազի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա:Այնուամենայնիվ, այս փորձով մենք կարող ենք արհեստական տեղակայում պարտադրել էլեկտրոններին: Արդյունքում, մեկից ավելի համարժեք Լյուիսի կառուցվածքներ կարող են գրվել բազմաթիվ մոլեկուլների և իոնների համար։ Էլեկտրոնների դիրքը փոխելով գրված կառուցվածքները հայտնի են որպես ռեզոնանսային կառուցվածքներ։ Սրանք կառույցներ են, որոնք գոյություն ունեն միայն տեսականորեն: Ռեզոնանսային կառույցները երկու փաստ են նշում կառուցվածքի մասին։
• Ռեզոնանսային կառուցվածքներից ոչ մեկը չի լինի իրական մոլեկուլի ճիշտ ներկայացումը: Եվ ոչ մեկն ամբողջությամբ չի նմանվի իրական մոլեկուլի քիմիական և ֆիզիկական հատկություններին:
• Փաստացի մոլեկուլը կամ իոնը լավագույնս կներկայացվի ռեզոնանսային բոլոր կառուցվածքների հիբրիդով:
Ռեզոնանսային կառուցվածքները ցուցադրվում են ↔ սլաքով: Հետևյալը կարբոնատ իոնի ռեզոնանսային կառուցվածքներն են (CO32-).
Ռենտգեն հետազոտությունները ցույց են տվել, որ իրական մոլեկուլը գտնվում է այս ռեզոնանսների միջև: Ըստ ուսումնասիրությունների՝ ածխածին-թթվածին բոլոր կապերը կարբոնատ իոնում հավասար երկարությամբ են։ Այնուամենայնիվ, ըստ վերը նշված կառուցվածքների, մենք կարող ենք տեսնել մեկ կրկնակի կապ և երկու միայնակ կապ: Հետևաբար, եթե այս ռեզոնանսային կառուցվածքները առաջանում են առանձին, իդեալական տարբերակում պետք է լինեն տարբեր կապերի երկարություններ իոնում: Կապի նույն երկարությունները ցույց են տալիս, որ այս կառույցներից ոչ մեկն իրականում գոյություն չունի բնության մեջ, ավելի շուտ գոյություն ունի դրա հիբրիդ:
Ո՞րն է տարբերությունը խոնարհման և ռեզոնանսի միջև:
• Ռեզոնանսը և խոնարհումը փոխկապակցված են: Եթե մոլեկուլում կա խոնարհում, ապա մենք կարող ենք ռեզոնանսային կառուցվածքներ քաշել դրան՝ փոխարինելով pi կապերը։ Քանի որ pi էլեկտրոնները տեղաբաշխված են ամբողջ խոնարհված համակարգում, բոլոր ռեզոնանսային կառուցվածքները վավեր են նման մոլեկուլի համար:
• Ռեզոնանսը թույլ է տալիս խոնարհված համակարգին տեղաբաշխել էլեկտրոնները:
