კონიუგაცია რეზონანსის წინააღმდეგ
კონიუგაცია და რეზონანსი არის ორი მნიშვნელოვანი ფენომენი მოლეკულების ქცევის გასაგებად.
რა არის კონიუგაცია?
მოლეკულაში, როდესაც არსებობს ალტერნატიული ერთჯერადი და მრავალი ბმა, ჩვენ ვამბობთ, რომ სისტემა კონიუგირებულია. მაგალითად, ბენზოლის მოლეკულა არის კონიუგირებული სისტემა. მრავალჯერადი ბმაში არის ერთი სიგმა ბმა და ერთი ან ორი პი აუზი. Pi ბმები იქმნება p ორბიტალების გადახურვით. ელექტრონები p ორბიტალებში განლაგებულია მოლეკულის სიბრტყის პერპენდიკულარულად. ასე რომ, როდესაც არის pi ბმები ალტერნატიულ ობლიგაციებში, ყველა ელექტრონი დელოკალიზებულია მთელ კონიუგირებულ სისტემაში.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჩვენ მას ელექტრონულ ღრუბელს ვუწოდებთ. ვინაიდან ელექტრონები დელოკალიზებულია, ისინი მიეკუთვნებიან კონიუგირებული სისტემის ყველა ატომს, მაგრამ არა მხოლოდ ერთ ატომს. ეს ამცირებს სისტემის მთლიან ენერგიას და ზრდის სტაბილურობას. კონიუგირებული სისტემის შექმნაში მონაწილეობა შეუძლიათ არა მხოლოდ pi ობლიგაციებს, არამედ ცალკეულ ელექტრონულ წყვილებს, რადიკალებს ან კარბენიუმის იონებს. ამ შემთხვევებში, არსებობს ან არა შეკრული p ორბიტალები ორი ელექტრონით, ერთი ელექტრონით ან ელექტრონების გარეშე. არსებობს წრფივი და ციკლური კონიუგირებული სისტემები. ზოგი შემოიფარგლება მხოლოდ ერთი მოლეკულით. როდესაც არსებობს უფრო დიდი პოლიმერული სტრუქტურები, შეიძლება იყოს ძალიან დიდი კონიუგირებული სისტემები. კონიუგაციის არსებობა მოლეკულებს საშუალებას აძლევს იმოქმედონ როგორც ქრომოფორები. ქრომოფორებს შეუძლიათ სინათლის შთანთქმა; ამიტომ ნაერთი შეღებილი იქნება.
რა არის რეზონანსი?
ლუისის სტრუქტურების დაწერისას ჩვენ ვაჩვენებთ მხოლოდ ვალენტურ ელექტრონებს. ატომების გაზიარებით ან ელექტრონების გადაცემით, ჩვენ ვცდილობთ თითოეულ ატომს მივცეთ კეთილშობილი გაზის ელექტრონული კონფიგურაცია.თუმცა, ამ მცდელობისას, ჩვენ შეიძლება დავაწესოთ ხელოვნური მდებარეობა ელექტრონებს. შედეგად, ერთზე მეტი ეკვივალენტური ლუისის სტრუქტურა შეიძლება დაიწეროს მრავალი მოლეკულისა და იონისთვის. ელექტრონების პოზიციის შეცვლით დაწერილი სტრუქტურები ცნობილია როგორც რეზონანსული სტრუქტურები. ეს არის სტრუქტურები, რომლებიც მხოლოდ თეორიულად არსებობს. რეზონანსული სტრუქტურები ასახელებენ ორ ფაქტს სტრუქტურის შესახებ.
• არცერთი რეზონანსული სტრუქტურა არ იქნება რეალური მოლეკულის სწორი წარმოდგენა. და არცერთი არ იქნება სრულად დაემსგავსება ნამდვილი მოლეკულის ქიმიურ და ფიზიკურ თვისებებს.
• რეალური მოლეკულა ან იონი საუკეთესოდ იქნება წარმოდგენილი ყველა რეზონანსული სტრუქტურის ჰიბრიდით.
რეზონანსული სტრუქტურები ნაჩვენებია ისრით ↔. ქვემოთ მოცემულია კარბონატული იონის რეზონანსული სტრუქტურები (CO32-).
რენტგენის კვლევებმა აჩვენა, რომ რეალური მოლეკულა ამ რეზონანსებს შორისაა. კვლევების მიხედვით, ყველა ნახშირბად-ჟანგბადის ბმა თანაბარია კარბონატულ იონში. თუმცა, ზემოაღნიშნული სტრუქტურების მიხედვით, ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ ერთი ორმაგი და ორი ერთჯერადი ბმა. ამიტომ, თუ ეს რეზონანსული სტრუქტურები ცალ-ცალკე წარმოიქმნება, იდეალურ შემთხვევაში, იონში უნდა იყოს განსხვავებული ბმის სიგრძე. ბმის იგივე სიგრძე მიუთითებს იმაზე, რომ არცერთი ეს სტრუქტურა არ არის ბუნებაში, არამედ არსებობს ამის ჰიბრიდი.
რა განსხვავებაა კონიუგაციასა და რეზონანსს შორის?
• რეზონანსი და უღლება ურთიერთდაკავშირებულია. თუ მოლეკულაში არის კონიუგაცია, ჩვენ შეგვიძლია მასზე რეზონანსული სტრუქტურები გავამახვილოთ პი ობლიგაციების მონაცვლეობით. ვინაიდან პი ელექტრონები დელოკალიზებულია მთელ კონიუგირებულ სისტემაში, ყველა რეზონანსული სტრუქტურა მოქმედებს ასეთი მოლეკულისთვის.
• რეზონანსი საშუალებას აძლევს კონიუგირებულ სისტემას მოახდინოს ელექტრონების დელოკალიზაცია.
