Konjugatsiya va rezonans
Konjugatsiya va rezonans molekulalarning harakatini tushunishda ikkita muhim hodisadir.
Konjugatsiya nima?
Molekulada oʻzgaruvchan bitta va koʻp bogʻlar mavjud boʻlsa, biz tizim konjugatsiyalangan deb aytamiz. Masalan, benzol molekulasi konjugatsiyalangan tizimdir. Ko'p bog'lanishda bitta sigma bog'i va bir yoki ikkita pi hovuzi mavjud. Pi bog'lari bir-birining ustiga chiqqan p orbitallari orqali hosil bo'ladi. P orbitallardagi elektronlar molekula tekisligiga perpendikulyar joylashgan. Shunday qilib, o'zgaruvchan bog'larda pi bog'lari mavjud bo'lganda, barcha elektronlar konjugatsiyalangan tizimda delokalizatsiya qilinadi. Boshqacha qilib aytganda, biz uni elektron bulut deb ataymiz. Elektronlar delokalizatsiya qilinganligi sababli, ular konjugatsiyalangan tizimdagi barcha atomlarga tegishli, lekin faqat bitta atom uchun emas. Bu tizimning umumiy energiyasini pasaytiradi va barqarorlikni oshiradi. Konjugatsiyalangan tizimni yaratishda nafaqat pi bog'lari, balki yolg'iz elektron juftlari, radikallar yoki karbeniy ionlari ham ishtirok etishi mumkin. Bunday hollarda ikkita elektron, bitta elektron yoki elektron mavjud bo'lmagan bog'lanmagan p orbitallar mavjud. Chiziqli va siklik konjugatsiyalangan tizimlar mavjud. Ba'zilar faqat bitta molekula bilan cheklangan. Kattaroq polimer tuzilmalari mavjud bo'lganda, juda katta konjuge tizimlar bo'lishi mumkin. Konjugatsiyaning mavjudligi molekulalarning xromofor sifatida harakat qilishiga imkon beradi. Xromoforlar yorug'likni o'zlashtira oladi; shuning uchun birikma rangli bo'ladi.
Rezonans nima?
Lyuis tuzilmalarini yozishda biz faqat valentlik elektronlarini ko'rsatamiz. Atomlar elektronlarni almashish yoki uzatish orqali biz har bir atomga olijanob gazning elektron konfiguratsiyasini berishga harakat qilamiz. Biroq, bu urinishda biz elektronlarga sun'iy joylashishni o'rnatishimiz mumkin. Natijada, ko'plab molekulalar va ionlar uchun bir nechta ekvivalent Lyuis tuzilmalari yozilishi mumkin. Elektronlarning o'rnini o'zgartirish orqali yozilgan tuzilmalar rezonans tuzilmalari deb nomlanadi. Bu faqat nazariy jihatdan mavjud bo'lgan tuzilmalar. Rezonans tuzilmalari struktura haqida ikkita faktni bildiradi.
• Rezonans tuzilmalarining hech biri haqiqiy molekulaning to'g'ri tasviri bo'lmaydi. Va hech biri haqiqiy molekulaning kimyoviy va fizik xususiyatlariga to'liq o'xshamaydi.
• Haqiqiy molekula yoki ion barcha rezonans tuzilmalarining gibridi bilan eng yaxshi ifodalanadi.
Rezonans tuzilmalari ↔ o'q bilan ko'rsatilgan. Quyida karbonat ionining rezonans tuzilmalari keltirilgan (CO32-).
Rentgen tadqiqotlari haqiqiy molekula bu rezonanslar orasida ekanligini ko'rsatdi. Tadqiqotlarga ko'ra, karbonat ionida barcha uglerod-kislorod aloqalari teng uzunlikda. Biroq, yuqoridagi tuzilmalarga ko'ra, biz bitta qo'sh bog'lanish va ikkita bitta bog'lanishni ko'rishimiz mumkin. Shuning uchun, agar bu rezonans tuzilmalari alohida sodir bo'lsa, ideal holda ionda turli xil bog'lanish uzunliklari bo'lishi kerak. Bir xil bog‘lanish uzunligi bu tuzilmalarning hech biri tabiatda mavjud emasligini, aksincha ularning gibridini mavjudligini ko‘rsatadi.
Konjugatsiya va rezonans o'rtasidagi farq nima?
• Rezonans va konjugatsiya oʻzaro bogʻliq. Agar molekulada konjugatsiya mavjud bo'lsa, biz unga pi bog'larini almashtirib, rezonans tuzilmalarini chizishimiz mumkin. Pi elektronlari butun konjugatsiyalangan tizimda delokalizatsiya qilinganligi sababli, barcha rezonans tuzilmalari bunday molekula uchun amal qiladi.
• Rezonans konjugatsiyalangan tizimga elektronlarni delokalizatsiya qilishga imkon beradi.
