Atšķirība starp konjugāciju un rezonansi

Konjugācija vs rezonanse
 

Konjugācija un rezonanse ir divas svarīgas parādības, lai izprastu molekulu uzvedību.

Kas ir konjugācija?

Ja molekulā ir mainīgas vienreizējas un vairākas saites, mēs sakām, ka sistēma ir konjugēta. Piemēram, benzola molekula ir konjugēta sistēma. Daudzkārtējā saitē ir viena sigma saite un viens vai divi pi dīķi. Pi saites veido, pārklājoties p orbitālei. Elektroni p orbitālēs atrodas perpendikulāri molekulas plaknei. Tātad, kad mainīgās saitēs ir pi saites, visi elektroni tiek delokalizēti visā konjugētajā sistēmā. Citiem vārdiem sakot, mēs to saucam par elektronu mākoni. Tā kā elektroni ir delokalizēti, tie pieder visiem konjugētās sistēmas atomiem, bet ne tikai vienam atomam. Tas samazina sistēmas kopējo enerģiju un palielina stabilitāti. Konjugētas sistēmas izveidē var piedalīties ne tikai pi saites, bet arī vientuļu elektronu pāri, radikāļi vai karbērija joni. Šajos gadījumos ir vai nu nesaistītas p orbitāles, kurās ir divi elektroni, viens elektrons, vai nav elektronu. Pastāv lineāras un cikliskas konjugētas sistēmas. Daži no tiem ir ierobežoti tikai ar vienu molekulu. Ja ir lielākas polimēru struktūras, var būt ļoti lielas konjugētas sistēmas. Konjugācijas klātbūtne ļauj molekulām darboties kā hromoforiem. Hromofori var absorbēt gaismu; tāpēc savienojums tiks iekrāsots.

Kas ir rezonanse?

Rakstot Lūisa struktūras, mēs parādām tikai valences elektronus. Tā kā atomi dalās vai pārnes elektronus, mēs mēģinām katram atomam piešķirt cēlgāzes elektronisko konfigurāciju. Tomēr šajā mēģinājumā mēs elektroniem varam uzlikt mākslīgu atrašanās vietu. Tā rezultātā daudzām molekulām un joniem var uzrakstīt vairāk nekā vienu ekvivalentu Lūisa struktūru. Struktūras, kas uzrakstītas, mainot elektronu stāvokli, ir zināmas kā rezonanses struktūras. Tās ir struktūras, kas pastāv tikai teorētiski. Rezonanses struktūras norāda divus faktus par struktūru.

• Neviena no rezonanses struktūrām nebūs pareizs faktiskās molekulas attēlojums. Un neviens pilnībā neatgādinās reālās molekulas ķīmiskās un fizikālās īpašības.

•  Faktisko molekulu vai jonu vislabāk attēlo visu rezonanses struktūru hibrīds.

Rezonanses struktūras ir parādītas ar bultiņu ↔. Tālāk ir parādītas karbonātu jonu (CO₃^2-).

Rentgenstaru pētījumi parādīja, ka faktiskā molekula atrodas starp šīm rezonansēm. Saskaņā ar pētījumiem visas oglekļa-skābekļa saites karbonāta jonā ir vienāda garuma. Tomēr saskaņā ar iepriekšminētajām struktūrām mēs varam redzēt vienu divkāršo saiti un divas vienotās saites. Tāpēc, ja šīs rezonanses struktūras rodas atsevišķi, ideālā gadījumā joniem vajadzētu būt atšķirīgiem saišu garumiem. Tie paši saišu garumi norāda, ka neviena no šīm struktūrām dabā faktiski nepastāv, drīzāk pastāv tās hibrīds.