Conjugation vs Resonance
Коньюгаци ба резонанс нь молекулуудын зан төлөвийг ойлгох хоёр чухал үзэгдэл юм.
Үйлдэл гэж юу вэ?
Молекулд ээлжлэн дан болон олон тооны холбоо байгаа үед бид системийг коньюгат гэж хэлдэг. Жишээлбэл, бензолын молекул нь коньюгат систем юм. Олон тооны бондод нэг сигма бонд, нэг эсвэл хоёр пи цөөрөм байдаг. Пи холбоо нь р орбиталуудын давхцалаас бүрддэг. p орбитал дахь электронууд молекулын хавтгайд перпендикуляр байрладаг. Хувьсах бондод pi бонд байх үед бүх электронууд коньюгат системд задарсан байдаг. Өөрөөр хэлбэл бид үүнийг электрон үүл гэж нэрлэдэг. Электронууд делокализацитай байдаг тул тэдгээр нь зөвхөн нэг атомд хамаарахгүй, нэгдмэл системийн бүх атомуудад хамаардаг. Энэ нь системийн нийт энергийг бууруулж, тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлдэг. Коньюгат системийг бий болгоход зөвхөн пи бондууд төдийгүй дан электрон хосууд, радикалууд эсвэл карбений ионууд оролцож болно. Эдгээр тохиолдлуудад хоёр электронтой, нэг электронтой холбоогүй p орбиталууд эсвэл электрон байхгүй байна. Шугаман ба циклик коньюгат системүүд байдаг. Зарим нь зөвхөн нэг молекулаар хязгаарлагддаг. Илүү том полимер бүтэцтэй үед маш том коньюгат системүүд байж болно. Коньюгаци байгаа нь молекулууд хромофорын үүрэг гүйцэтгэх боломжийг олгодог. Хромофорууд гэрлийг шингээж чаддаг; тиймээс нэгдэл нь өнгөтэй болно.
Резонанс гэж юу вэ?
Льюисын бүтцийг бичихдээ бид зөвхөн валентийн электронуудыг харуулдаг. Атомууд электрон солилцох буюу шилжүүлэх замаар атом бүрд язгуур хийн электрон тохиргоог өгөхийг хичээдэг. Гэсэн хэдий ч, энэ оролдлого нь бид электронууд дээр хиймэл байрлал тогтоож болно. Үүний үр дүнд олон молекул, ионуудад нэгээс олон эквивалент Льюисийн бүтцийг бичиж болно. Электронуудын байрлалыг өөрчилснөөр бичигдсэн бүтцийг резонансын бүтэц гэж нэрлэдэг. Эдгээр нь зөвхөн онолын хувьд байдаг бүтэц юм. Резонансын бүтэц нь бүтцийн тухай хоёр баримтыг илэрхийлдэг.
• Резонансын бүтцийн аль нь ч бодит молекулын зөв дүрслэл болохгүй. Мөн тэдгээрийн аль нь ч бодит молекулын химийн болон физик шинж чанартай бүрэн төстэй байх болно.
• Бодит молекул буюу ионыг резонансын бүх бүтцийн эрлийзээр хамгийн сайн төлөөлнө.
Резонансын бүтцийг ↔ сумаар харуулав. Дараах нь карбонатын ионы резонансын бүтэц юм (CO32-).
Рентген туяаны судалгаагаар бодит молекул эдгээр резонансын хооронд байгааг харуулсан. Судалгаанаас харахад карбонатын ион дахь бүх нүүрстөрөгч-хүчилтөрөгчийн холбоо ижил урттай байдаг. Гэхдээ дээрх бүтцээс харахад нэг давхар бонд, хоёр дан бонд байгааг харж болно. Тиймээс, хэрэв эдгээр резонансын бүтэц тус тусад нь тохиолдвол ион дахь бондын урт нь өөр өөр байх ёстой. Бондын ижил урт нь эдгээр бүтцийн аль нь ч байгальд байдаггүй, харин тэдгээрийн эрлийз байдаг гэдгийг харуулж байна.
Conjugation болон Resonance хоёрын ялгаа нь юу вэ?
• Резонанс ба коньюгаци нь хоорондоо холбоотой. Хэрэв молекулд коньюгаци байгаа бол бид pi холбоог ээлжлэн сольж резонансын бүтцийг зурж болно. Пи электронууд бүхэл бүтэн коньюгат системд задарсан байдаг тул бүх резонансын бүтэц ийм молекулд хүчинтэй байна.
• Резонанс нь коньюгат системд электронуудыг задлах боломжийг олгодог.
