Conjugation vs Resonance
Конъюгация жана резонанс молекулалардын жүрүм-турумун түшүнүүдө эки маанилүү көрүнүш.
Конъюгация деген эмне?
Молекулада кезектешип турган жалгыз жана көп байланыштар болгондо, система конъюгацияланган деп айтабыз. Мисалы, бензол молекуласы конъюгацияланган система. Көп байланышта бир сигма байланышы жана бир же эки пи көлмөлөрү бар. Пи байланыштары р-орбитальдардын бири-бирин кайталоосунан түзүлөт. p-орбитальдардагы электрондор молекуланын тегиздигине перпендикуляр жайгашкан. Ошентип, алмашып турган байланыштарда пи байланыштары болгондо, бардык электрондор конъюгацияланган системада делокализацияланат. Башкача айтканда, биз аны электрондук булут деп атайбыз. Электрондор делокализациялангандыктан, алар конъюгацияланган системадагы бардык атомдорго таандык, бирок бир гана атом үчүн эмес. Бул системанын жалпы энергиясын төмөндөтөт жана туруктуулукту жогорулатат. Конъюгацияланган системаны түзүүгө пи байланыштары гана эмес, ошондой эле жалгыз электрон жуптары, радикалдар же карбений иондору катыша алат. Мындай учурларда, эки электрон, бир электрон же электрондор жок байланышпаган p орбиталдары бар. Сызыктуу жана циклдик конъюгациялык системалар бар. Кээ бирлери бир гана молекула менен чектелген. Чоңураак полимердик структуралар болгондо, абдан чоң конъюгацияланган системалар болушу мүмкүн. Конъюгациянын болушу молекулалардын хромофор катары иштешине шарт түзөт. Хромофорлор жарыкты сиңире алат; демек, кошулма түстүү болот.
Резонанс деген эмне?
Льюис структураларын жазууда валенттик электрондорду гана көрсөтөбүз. Атомдор электрондорду бөлүшүп же өткөрүп берип, биз ар бир атомго асыл газдын электрондук конфигурациясын берүүгө аракет кылабыз. Бирок, бул аракетте биз электрондорго жасалма жайгашууну таңуулашыбыз мүмкүн. Натыйжада, көптөгөн молекулалар жана иондор үчүн бирден ашык эквиваленттүү Льюис структураларын жазууга болот. Электрондордун ордун өзгөртүү аркылуу жазылган структуралар резонанстык структуралар деп аталат. Бул теориялык жактан гана бар структуралар. Резонанс түзүмдөрү түзүм жөнүндө эки фактыны айтышат.
• Резонанс структураларынын бири да чыныгы молекуланын туура чагылдырылышы болбойт. Жана эч бири чыныгы молекуланын химиялык жана физикалык касиеттерине толугу менен окшошпойт.
• Чыныгы молекула же ион бардык резонанстык структуралардын гибриди менен эң жакшы көрсөтүлөт.
Резонанстык структуралар ↔ жебе менен көрсөтүлгөн. Төмөндө карбонат ионунун резонанстык структуралары келтирилген (CO32-).
Рентген изилдөөлөрү чыныгы молекула бул резонанстардын ортосунда экенин көрсөттү. Изилдөөлөргө ылайык, бардык көмүртек-кычкылтек байланыштары карбонат ионунда бирдей узундукта. Бирок, жогорудагы структураларга ылайык, биз бир кош байланышты жана эки жалгыз байланышты көрө алабыз. Демек, эгерде бул резонанстык структуралар өз-өзүнчө пайда болсо, идеалдуу түрдө иондо ар кандай байланыш узундуктары болушу керек. Ошол эле байланыш узундугу бул структуралардын бири да табиятта жок экенин, тескерисинче, анын гибриди бар экенин көрсөтүп турат.
Конъюгация менен Резонанстын ортосунда кандай айырма бар?
• Резонанс жана конъюгация бири-бири менен байланышкан. Эгерде молекулада конъюгация бар болсо, анда биз пи байланыштарын кезектешип резонанстык структураларды тарта алабыз. Пи электрондору бүт конъюгацияланган системада делокализациялангандыктан, бардык резонанстык структуралар мындай молекула үчүн жарактуу.
• Резонанс конъюгацияланган системага электрондорду делокализациялоого мүмкүндүк берет.
