Різниця між кон'югацією та резонансом

Кон’югація проти резонансу
 

Кон'югація і резонанс - два важливих явища в розумінні поведінки молекул.

Що таке кон'югація?

У молекулі, коли є чергування одинарних та множинних зв’язків, ми говоримо, що система кон'югована. Наприклад, молекула бензолу - це сполучена система. У множинних зв’язках є одна сигма-зв'язок і один-два пі-ставки. Пі-зв'язки складаються шляхом перекриття р-орбіталей. Електрони на р-орбіталях розташовані перпендикулярно площині молекули. Отже, коли в чергуються зв’язках є пі-зв'язки, всі електрони декаркалізуються у всій сполученій системі. Іншими словами, ми називаємо це електронною хмарою. Оскільки електрони делокалізовані, вони належать до всіх атомів у сполученій системі, але не лише до одного атома. Це знижує загальну енергію системи та підвищує стабільність. Не тільки пі-зв’язки, але і самотні пари електрон, радикали або іони карбенію можуть брати участь у створенні сполученої системи. У цих випадках існують або не пов'язані p орбіталі з двома електронами, одним електроном або відсутні електрони. Існують лінійні та циклічні сполучені системи. Деякі обмежуються лише однією молекулою. Коли є більші полімерні структури, можуть бути дуже великі сполучені системи. Наявність кон'югації дозволяє молекулам діяти як хромофори. Хромофори можуть поглинати світло; тому з'єднання буде кольоровим.

Що таке резонанс?

Коли ми пишемо структури Льюїса, ми показуємо лише валентні електрони. Маючи атоми, які ділять або переносять електрони, ми намагаємось надати кожному атому електронну конфігурацію благородного газу. Однак у цій спробі ми можемо накласти на електрони штучне розташування. Як результат, може бути записано більше однієї еквівалентної структури Льюїса для багатьох молекул та іонів. Структури, записані зміною положення електронів, відомі як резонансні структури. Це структури, які існують лише в теорії. Резонансні структури констатують два факти про будову.

• Жодна з резонансних структур не буде правильним поданням фактичної молекули. І ніхто не буде повністю нагадувати хімічні та фізичні властивості фактичної молекули.

•  Фактична молекула або іон найкраще представлені гібридом всіх резонансних структур.

Резонансні структури показані стрілкою ↔. Далі йдуть резонансні структури карбонатного іона (СО)₃^2-).

Рентгенівські дослідження показали, що фактична молекула знаходиться між цими резонансами. Згідно з дослідженнями, всі вуглецево-кисневі зв’язки в карбонатному іоні мають однакову довжину. Однак, згідно з вищезазначеними структурами, ми можемо бачити одну подвійну зв’язок і дві одиничні зв’язки. Тому, якщо ці резонансні структури трапляються окремо, в ідеалі повинні бути різні довжини зв’язку в іоні. Однакові довжини зв’язку вказують на те, що жодна з цих структур насправді не присутня в природі, а гібрид цього не існує.