Разлика между конюгация и резонанс

Съединение срещу резонанс
 

Конюгацията и резонансът са две важни явления в разбирането на поведението на молекулите.

Какво е конюгация?

В молекула, когато има редуващи се единични и множество връзки, казваме, че системата е конюгирана. Например, бензолната молекула е свързана система. В множествена връзка има една сигма връзка и един или два пи езера. Pi връзките се съставят от припокриващи се p орбитали. Електроните в p орбиталите са разположени перпендикулярно на равнината на молекулата. Така че, когато има pi връзки в редуващи се връзки, всички електрони се делокализират в конюгираната система. С други думи, ние го наричаме облак от електрон. Тъй като електроните са делокализирани, те принадлежат на всички атоми в конюгираната система, но не само на един атом. Това понижава общата енергия на системата и увеличава стабилността. Не само пи-връзките, но и самотните електронни двойки, радикалите или карбениевите йони могат да участват в създаването на конюгирана система. В тези случаи има или несвързани p орбитали с два електрона, един електрон или няма електрони. Съществуват линейни и циклични конюгирани системи. Някои са ограничени само до една молекула. Когато има по-големи полимерни структури, може да има много големи конюгирани системи. Наличието на конюгиране позволява на молекулите да действат като хромофори. Хромофорите могат да абсорбират светлина; следователно, съединението ще бъде оцветено.

Какво е резонанс?

Когато пишем структури на Люис, показваме само валентни електрони. Като имаме атомите да споделят или прехвърлят електрони, ние се опитваме да дадем на всеки атом електронната конфигурация на благородния газ. Въпреки това, в този опит можем да наложим изкуствено местоположение на електроните. В резултат на това могат да бъдат написани повече от една еквивалентна структура на Люис за много молекули и йони. Структурите, написани чрез промяна на положението на електроните, са известни като резонансни структури. Това са структури, които съществуват само на теория. Резонансните структури посочват два факта за структурата.

• Нито една от резонансните структури няма да бъде правилното представяне на действителната молекула. И никой няма да наподобява напълно химичните и физичните свойства на действителната молекула.

•  Действителната молекула или йонът ще бъдат най-добре представени от хибрид от всички резонансни структури.

Резонансните структури са показани със стрелката ↔. Следват резонансните структури на карбонатните йони (СО)₃^2-).

Рентгеновите изследвания показват, че действителната молекула е между тези резонанси. Според изследванията, всички въглерод-кислородни връзки са с еднаква дължина в карбонатния йон. Според горните структури обаче можем да видим една двойна връзка и две единични връзки. Следователно, ако тези резонансни структури се срещат отделно, в идеалния случай трябва да има различни дължини на връзката в йона. Същите дължини на облигации показват, че нито една от тези структури всъщност не присъства в природата, а хибрид на това съществува.