Теория на резонанса- -единистична теория Б. органична химияСъздаден в 30-те години на XX век. Американски физик и химик l.g gauling го училище и приет от някои буржоазни учени. Тази теория се сляла с теорията на Месомерий на английската физика и химика К. Индолд в средата на 20-те години, който имаше същото методологична основа.Като теория на резонанса. Използват се привърженици на резонансната теория (вж.) Не за развитие на материалистичната и диалектична теория на химическата структура на молекулите на великия руски химик (вж.) Чрез изучаване на междутаторни разстояния, насочени валенции, взаимни ефекти на атомите в молекулата, \\ t скорости и посоки химична реакция те се опитват да преминат през данните, получени от квантова механика- Докажете, че теорията на Бюлерова е остаряла.

Въз основа на субективни идеалистични съображения, привържениците на теорията на резонанса бяха измислени за молекули на много химически съединения набори от държавни формули "или" структури ", които не отразяват обективната реалност. В съответствие с теорията на резонанса, истинското състояние на молекулата се предполага, че резултатът от квантово механично взаимодействие "резонанс", "суперпозиция" или "налагане" на тези фиктивни "държави" или "структури". В съответствие с теорията на Mesomeria Ingold, истинската структура на някои молекули се счита за междинно съединение между две "структури", всяка от които не съответства на реалността. Следователно теорията за резонанса е агониево да отрече възможността за изразяване на истинската структура на молекулата на много отделни вещества с една формула и от гледна точка на субективния идеализъм доказва, че тя се изразява само с набор от формули.

Авторите на теорията на резонанса отричат \u200b\u200bобективността на химическите закони. Един от учениците на Полинг, Й. Уелланд, показва, че "структурите между които има резонанс, са само умствени конструкции", че "идеята за резонанс е спекулативна концепция в по-голяма степен от други, отколкото други физически теории. Тя не отразява нищо вътрешни свойства Самата молекула и е математически начин, изобретен от физик или химик за собствено удобство. " Така Уелланд подчертава субективистичния характер на идеите за резонанса и в същото време твърди, че въпреки това, идеята за резонанс се твърди, че е полезна за разбирането на истинското състояние на разглежданите молекули. Всъщност, и двете теории на субектите (мезонери и резонанс) не могат да служат като някоя от целите на истинската химическа наука - отражението на отношенията на атомите в молекулите, взаимното влияние на атомите в молекулата, \\ t физически свойства атоми и молекули и др.

Следователно повече от 25-годишен срок на съществуването на теорията на Месомемерий на резонанса тя не е донесела никаква полза от науката и практиката. В противен случай не може да бъде, тъй като теорията на резонанса, която е тясно свързана с идеалистичните принципи на "допълнителния" N. BOHR и "Superposition" P. DIRAK, е разпространението "(виж) към органичната химия и има същото с него методологична махистка фондация. Друг методологически дефект на теорията на резонанса е неговият механизъм. В съответствие с тази теория органичната молекула отказва наличието на специфични качествени характеристики. Неговите свойства са сведени до простата сума на свойствата на нейните части; Качествените различия се свеждат до чисти количествени различия. По-точно, сложните химически процеси и взаимодействия, възникнали в органичната материя тук, се намаляват до един, по-прости от химически форми, физически форми на движение на материята - към електродинамични и квантово-механични явления. Г. Ейфи, Й. Уолтър и Й. Кебелен в книгата си "Квантова химия" отиде още повече.

Те твърдят, че квантовата механика намалява проблемите на химията към задачите на приложната математика и се дължи само на много високата трудност на математическите изчисления, не е възможно да се намалят във всички случаи. Разработване на идеята за информацията за химията към физиката, известния физик-квантов и "физически" идеалист Е. Шредингер в книгата си "Какво е животът от гледна точка на физиката?" Дава широка система от такава механистична информация за най-високите форми на движение на материята до по-ниската. Биологични процеси, които са в основата на живота, тя е в съответствие с (вж.) Намалява към гените, гените към органични молекули, от които са оформени и органични молекули до квантово-механични явления. Съветските химици и философи активно се борят срещу идеалистичната теория на MESOMO-RII резонанс, който възпрепятства развитието на химията.

, теория електронна структура Chem. Съединенията, базирани на K-Roy, са идеята, че електронното разпределение, геометрията и всички други физически. и химикал. Молекулите SV-VA трябва да бъдат описани не от един възможен структурен F-loi, но комбинация (резонанс) на всички алтернативни структури. Идеята за този метод за описание на електронната структура принадлежи към L. Polinggua (1928). R. t. Е развитието на класиката. Тоории. Структурите за молекули, йони, радикали, структурата на до ръжта могат да бъдат представени като няколко. Разделен. структурен FF.различаващ се в метода на разпределение на електронни двойки между атомните ядра. Съгласно R. t., Структурата на такива съединения. Това е междинно между индивидуално класическо възможно. Структурите и приноса на всяка отделна структура могат да бъдат взети под внимание с помощта на разделяне. Модификации на квантовата. Метода на валентност (виж Метод на Valence отношения).

За всеобхватно. С конюгатни връзки на всички възможни структури с видове сдвояване на електрони на множество връзки, това е достатъчно, за да се разгледат структурите с не-взаимосвързани връзки (канонична структура). Електронната структура на бензол е описана от резонанса на пет канонически. Структури:

Вълната F-нация на бензоновата молекула чрез попалинг представлява линейна комбинация:

Y \u003d 0.624 (Y I + Y II) + 0.271 (Y III + Y IV + Y V).

Където следва, че OSN. Приносът (приблизително 80%) в вълната F е направено кекюле структури I и II. Тяхната еквивалентност и еквивалентност структури III-V Обяснете изравняването на всички въглеродни въглеродни връзки в бензоловия молекула и тяхното междинно (приблизително еднократно) характер между простите и двойни връзки на въглерод-въглерод. Тази прогноза е в пълно съответствие с експериментално намерената комуникационна дължина C-C в бензола (0.1397 nm) и симетрията на неговата молекула (група за симетрия Д. 6h).

R. t. Успешно се използва за описание на структурата и SV-в йони и радикали. По този начин структурата на карбонатния йон е представена като резонанс (обозначен с двупосочна стрелка) от три структури, всяка от причините има същия принос към фракцията на вълната:

Следователно, йонът има тригонална симетрия (група за симетрия В. 3х. ), I.всеки С-О има 1/3 от двойната връзка.

Структурата на алиловия радикал не съответства на никоя от класиката. Структури VI и VII и трябва да бъдат описани чрез техния резонанс:


Спектърът на EPR на алиловия радикал показва, че несвързаният електрон не е локализиран на нито един от крайните метиленови групи, но се разпределя между тях, така че радикалът да има група от симетрия от 2 х. Освен това, енергията. Бариерата на въртенето на терминала метиленовите групи (63 kJ / mol) има междинна стойност между стойностите, характерни за бариерите на въртене около простата и двойна връзка C-S.

В съответствие с връзката между атомите със значително говорене. Електрическа негативност, това означава. Приносът към вълната F е резонансна структура на йонния тип. Структурата на CO 2 в рамките на R. t. Определена от резонанса на три структури:

Дължината на връзката между атома С и О в тази молекула е по-малка от дължината на двойната връзка с \u003d o.

Поляризация на връзките във формамидната молекула, което води до загуба на mn. SV-B, характеристика на карбонилната група се обяснява с резонанса:

Резонансните структури водят до стабилизиране на OSN. Състоянията на молекулата, йона или радикала. Мярката за тази стабилизация е енергията на резонанса, К-парадиум, по-голям, отколкото по-номер Възможни резонансни структури и по-голям брой евтини резонанси. Еквивалентни структури. Енергията на резонанса може да бъде изчислена по метода valence Ties. или метод mol. орбитали (виж Методи за молекулярни орбитали ) Като разлика в енергията OSN. Състоянията на молекулата и нейната изолация. или земя. Щатите на молекулата и структурата, които симулира една от стабилните резонансни форми.

На собствената си земя. Идеята за R. t. Много близо до теорията на мезонея (виж Месомерия ), но носи повече. Символът му означава директно от класиката. структурна теория и квантова. Методът на Valence отношения служи като пряко продължение на R. t. По силата на това, R. t. Продължава да поддържа определена стойност като удобна и визуална система на структурни представяния.

Осветена:Powerling L., Природа химическа връзка., На. от английски, m.-l., 1947; Weland J., теорията на резонанса и използването му в органична химия. от английски, M., 1948; Paulong L., "J. Тегло. CHEM. OB. D. I. MENDELEEV", 1962 г. 7, № 4, p. 462-67. V. I. Минкин.

Полезни интернет ресурси:

Химически резонанс

Теория на резонанса - теория на електронната структура на химичните съединения, съгласно която разпределението на електроните в молекулите (включително сложни йони или радикали) е комбинация (резонанс) на канонични структури с различна конфигурация на двуболни ковалентни връзки. Резонансната вълна функция, описваща електронната структура на молекулата, е линейна комбинация от вълновите функции на каноничните структури.

С други думи, молекулната структура е описана не по една възможна структурна формула, но чрез комбинация (резонанс) на всички алтернативни структури.

Последствията от резонанса на каноничните структури е стабилизирането на основното състояние на молекулата, мярката за такава резонансна стабилизация е енергийна резонанс - разликата между наблюдаваната енергия на основното състояние на молекулата и изчислената енергия на основното състояние на каноничната структура с минимална енергия.

Резонансни циклопентадинитни йонни структури

История

Идеята за резонанс е въведена в квантовата механика от Вернер Гейзенберг през 1926 г., когато се обсъждат квантовите състояния на хелий атом. Той сравнява структурата на хелий атом с класическата система на резонансна хармоничен осцилатор.

Моделът Geisenberg се прилага от Линус Полинг (1928) към описанието на електронната структура на молекулярни структури. Като част от метода на схемите за валентност, Полинг успешно обяснява геометрията и физико-химичните свойства на редица молекули чрез механизма за делекализиране на електронни плътност π-облигации.

Подобни идеи за описание на електронната структура на ароматните съединения бяха предложени от Кристофър Инголд. През 1926-1934 г. Ingold постави основите на физическата органична химия, развиваща се алтернативна теория Електронни разселвания (теорията на мезомерия), предназначена да обясни структурата на молекулите на сложни органични съединения, които не са подредени в конвенционални валентни гледки. Предложен от INGOLD за определяне на феномена на делокализация на термин за електронна плътност " мезомеризъм"(1938), използван в немската и френската литература, а англичаните и руските преобладават" резонанс" Идеите на Изолд за мезомерния ефект станаха важни част от Резонансни теории. Благодарение на немската химия беше въведена Фриц Арндту, която стана общоприети наименования за мезомерни структури, използващи двупосочни стрелки.

В следвоенния СССР теорията на резонанса стана обект на преследване в рамките на идеологическите кампании и е обявен за "идеалистичен", извънземен диалектически материализъм - и следователно неприемлив за използване в науката и образованието:

"Резонансната теория", която е идеалистичен и агностик, се противопоставя на материалистичната теория на Бюлеров, тъй като несъвместима и непримирима с нея; ... Поддръжниците на "теорията на резонанса" не подразни го и извращение на нейното същество.

"Теория на резонанс", като през механизма. отрича качествените, специфични характеристики органични И перфектно фалшиво се опитва да намали моделите на органична химия към законите на квантовата механика ...

... Мезомери-резонансната теория в органичната химия представлява същото проявление на общата реакционна идеология, като ламантизъм-морганизъм в биологията, както и съвременния "физически" идеализъм, с който тя е тясно свързана.

Кедров Б. Срещу "физическия" идеализъм в химическата наука. Сита. до

Преследването на теорията на резонанса получи отрицателна оценка в световната научна среда. В едно от списанията на американското химическо общество в прегледа относно предоставянето на съветска химическа наука е отбелязано по-специално: \\ t

Вижте също

. \\ T


Фондация Wikimedia. 2010.

Гледайте какво е "химически резонанс" в други речници:

    В NMR, изместването на NMR сигнала в зависимост от химичен състав Вещества, причинени от екраниращи външни магнитно поле Електрони атоми. Когато се появи външно магнитно поле, диагностичният момент на атомите, поради ... ... Wikipedia

    Изображение на мозъка на човека на медицински NMR томографски ядрен магнитния резонанс (NMR) резонансна абсорбция Или излъчване на електромагнитна енергия чрез вещество, съдържащо ядрено вълнообразна ядра във външно магнитно поле, при честота на ... ... Уикипедия

    - (NMR) резонансна абсорбция на електромагнитната енергия поради преориентирането на магнитни моменти атомни зърнени култури. NMR е един от методите за радио спектроскопия (виж радиоспектроскопия). Наблюдава се в силна постоянна магнитна ... ...

    Съдържание ... Уикипедия

    Наука за химически елементи и с тях прости и сложни вещества (с изключение на въглеродни съединения, представляващи, за няколко изключения, предмет на органична химия (виж електронните теории в органичната химия))). Н. x. Най-важните ... ... Велика съветска енциклопедия

    Велика съветска енциклопедия

    I Химия I. Темата и структурата на химическата химия е една от индустриите на естествената наука, предмет на изучаване, което е химически елементи (Атоми), образувани от тях прости и сложни вещества (молекули (виж молекулата)), техните трансформации и ... ... Велика съветска енциклопедия

    Математика Научно изследване В областта на математиката те започнаха да се държат в Русия от 18-ти век, когато Л. Ейлелер, Д. Бернули и други западноевропейски учени станаха членове на Санкт Петербургската академия на науките. Според Питър и академик чужденци ... ... Велика съветска енциклопедия

    Минералите са твърди естествени образувания, които са част от планинските скали, луната и някои други планети, както и метеорити и астероиди. Минерали, като правило, по-скоро хомогенни кристални вещества с поръчан вътрешен ... ... Цвят на енциклопедия

    Наука за методите за определяне на химичния състав на веществата. Химичен анализ Буквално прониква в целия ни живот. Неговите методи се извършват съкращава тест за наркотици. В селското стопанство, с нейната помощ определя киселинността на почвите ... ... Цвят на енциклопедия електронна книга


Ако няма проблеми с индуктивния ефект, тогава вторият тип електронни ефекти е много по-трудно за овладяване. Това е много лошо. Теорията на резонанса (мезонерия) беше и остава един от най-важните инструменти за обсъждане на структурата и реактивността на органичните съединения и няма какво да замени. И какво за квантова наука! Да, обаче, квантово-химичните изчисления станаха лесно достъпни в нашия век и сега всеки изследовател или дори студент, прекарвайки доста време и сили, могат да направят изчисления безплатно на компютъра си, нивото на което ще завижда на всички преди 20 години нобелови лауреати. Уви, резултатите от изчисленията не са толкова лесни за използване - те са слабо податливи на висококачествен анализ и не са много разбираеми. Седнете и погледнете безкрайните камери на номерата и помислете за объркващи и претоварени изображения на орбитали и електронна плътност за дълго време, но малко се възползват от това. Старата теория на резонанса в този смисъл е много по-ефективна - тя бързо и съвсем надеждно дава точно качествен резултат, той ви позволява да видите как се разпространява електронната плътност в молекулата, за да намерите реакционни центрове, да оценят стабилността на важни частици свързани с реакции. Ето защо, без способността да се правят резонансни структури, да се оцени техният принос и да разберат каква делокализация засяга, не е възможно никакъв разговор за органичната химия.

Има ли разлика между концепциите за мезонери и резонанс? Беше веднъж, но вече не е наистина важно - сега е интересно само от историците на химията. Предполагаме, че тези концепции са взаимозаменяеми, можете да използвате някой или и двете във всякакви пропорции. Един нюанс е - когато казват не за делокализация като цяло, но за електронния ефект на заместник, предпочитат термина мезомер Ефект (и обозначен с буквата m). Освен това се използва и думата "сдвояване" (по-точно, π-сдвояване).

И кога се случва тази мезомемия? Тази концепция е приложима само за π електрони и само ако има поне два атома с такива електрони, разположени близо до молекулата. Такива атоми могат да бъдат възможно най-малко един милион и те могат да бъдат не само линейни, но и с всякакви разклонения. Това е само едно нещо - така че те са близо, формират неразделна последователност. Ако последователността е линейна, тя се нарича "сдвояване верига". Ако се разклони, той усложнява случая, тъй като няма една верига за конюгиране, но няколко (това се нарича кръстосано производство), но на този етап е възможно да не се мисли за това, ние няма да разгледаме внимателно такива системи. Важно е всеки атом без π-електрони да прекъсне такава последователност (сдвояване), или да я разбие на няколко независими.

Какви атоми имат π-електрони?

  • а) върху атомите, участващи в множество (двойни, тройни) комуникации - на всеки един атом един π-електрон;
  • б) върху атомите на неметали от 5-7 групи (азот, кислород и т.н.) в повечето случаи, в допълнение към амониевите азотни атоми, и така наречените атомни атоми, подобни на тях, които просто нямат безплатни уязвими двойки);
  • в) върху въглеродни атоми с отрицателен заряд (в карбанди).

В допълнение, празни π-орбитали в атоми с 6 валентни електрона (сестрани атоми) участват в конюгацията: бор, въглерод с положителен заряд (в карбониъчни йони), както и подобни частици с азотни атоми, кислород (все още е отлагане). Ние се съгласяваме все още не докосваме елементите на третата и т.н. Периоди дори сяра и фосфорЗащото за тях трябва да се вземе предвид участието на D-черупки и окето на Луис не работи. Правилно теглене на граничните структури за молекули с участието на тези елементи не е толкова просто, но най-вероятно не е необходимо за нас. Ако имате нужда, помислете отделно.

Търсим конюгатни фрагменти в реални молекули. Всички прости - откриваме множество връзки, атоми с двойки и секстуални атоми, разположени един до друг в никого (за сега) комбинации. Важно е наблюдателят да идва по веригата на конюгиране, не трябва да атакува атомите, които не принадлежат към тези три вида. Веднага щом се срещнем с такъв атом, веригата свършва.

Сега да разгледаме как да го изображаваме. Ние ще изобразя два метода - стрела на стрелките на плътност на електронната плътност и резонансни (гранични) структури.

Тип 1. Намерете дарения и акцепторни центрове в конюгата ...


Донорските центрове са атоми с различна двойка. Акцепторните фрагменти са секстуални атоми. Делокализацията винаги се показва от донора, но до акцептора в пълно съответствие с техните роли. Ако донорът и акцепторът се оказаха близо, всичко е просто. Arrow Показване на компенсиране от двойката към следващата връзка. Това ще означава формирането на π-свързване между съседните атоми и по този начин секвите атом ще могат да запълнят празните орбитални и да спрете да бъдете свидетели. Много е добро. Образът на граничните структури също не работи. Отляво, ние нарисуваме оригинала, след това специална резонансна стрелка, след това структурата, в която двойката на донора е преминала изцяло на формирането на пълна π-комуникация. Реалната структура на такава катиона ще бъде много по-близо до правилната гранична структура, защото пълненето на избора е много печеливша, а кислородът не губи нищо, като същевременно поддържа осем валентни електрона (двойката преминава в допир, който също е сервирани от два електрона).

Тип 2. В допълнение към донора и акцептора, повече и множество връзки ...

Тук може да има две възможности. Първият - когато между донора и акцептора са вмъкнати няколко връзки. След това образуват вид удължаване на системата, разглобена в тип 1.

Ако двойните връзки не са сами, но няколко вградени във веригата, тогава ситуацията не е сложна. Стрелките показват компенсацията на плътността от двойката и последователното изместване на всяка двойна връзка до пълненето на избора ще изисква допълнителни стрелки. Граничните структури са все още две, а отново второто е много по-печеливша и отразява истинската структура на катионата.

Случаят, когато бензелният пръстен е вместо обичайните двойни връзки, той се вписва в тази схема. Важно е да се начертае бензен пръстен, а не орех, а нормална структура на кекхулата. С гайката, сдвояването няма да може да изобрази. Тогава веднага разбираме две важни неща: първо, че бензелният пръстен в делокализацията работи като конюгирана система от двойни връзки и какъв аромата не трябва да мисли; Второ, пара- и орто-местоположението на донора / акцептора е много различно от метадовото място, в което няма сдвояване. В чертежите пътищата на сдвояването са показани в живописта и може да се види, че една двойна връзка работи в Ortho случай, в пара - два, и в мета-случаи, както не е направено, пътя на Сдвояването е счупено и няма сдвояване.

Ако не се удвои, но тройни връзки се появяват, тогава нищо не се променя. Просто е необходимо да си представим тройна връзка като две взаимно перпендикулярни π-връзки и използвайте един от тях, а вторият, който да остави сам. Не се страхувайте - тя се оказва малко страшно от изобилието на двойни връзки в граничната структура. Моля, обърнете внимание, че двойните връзки на един въглероден атом са обозначени по права линия (тъй като този въглероден атом има SP-хибридизация), а не да се обърка, обозначава тези атоми с получер шрифт.

Тип 3. в веригата за конюгация или донор или акцептора (но не и едновременно) и множество комуникации c \u003d c или cp

В тези случаи една многократна връзка (или верига от множество взаимоотношения) приема ролята на липсващата: ако има донор, тогава той (те) се превръщат в акцептор и обратно. Това е естествена последица от доста очевидните обстоятелства, че електронната плътност по време на интерфейса се измества в определена посока от донора към акцептора и по какъвто и да е друг. Ако връзката е една, тогава всичко е напълно просто. Особено важно е случаят, когато донорът е карбанион, както и когато акцепторът е карбокатион. Моля, обърнете внимание, че в тези случаи граничните структури са еднакви, от които следва, че реалната структура на такива частици ( алил катион и анион) Точно в средата между граничните структури. С други думи, в реални жизнени катиони и аниони, и двете въглеродни въглеродни емисии са напълно еднакви и техният ред е някъде по средата между сингъл и двойно. Зарядът (който е положителен, този отрицателен) е равномерно разпределен на първия и третия въглеродни атоми. Не препоръчвам да използвате доста широко разпространен начин, който да изобрази делегацията от пунктирана скоба или еднократни пунктирани връзки, тъй като този метод дава фалшиво представяне от еднакво делокализация за всички въглеродни атоми.

Ако няколко връзки са повече, действат по аналогия, добавяйте стрелки, включващи всяка многократна комуникация в делилилация. Но граничните структури трябва да рисуват не две, но толкова, колкото има няколко връзки във веригата плюс оригинала. Виждаме, че таксата е делокална от странни атоми. Реалната структура ще бъде някъде по средата.

Като обобщете донора - атом без такса, но с чифт. Стрелките ще бъдат същите като в случай на алилова карбанизация. Гранични структури формално, но те са неравномерни в този случай. Структурите с такси са много по-малко полезни от неутрални. Реалната структура на молекулата е по-близо с оригинала, но картината на делокализацията дава възможност да се разбере защо излишната плътност на електронността се среща на далечния въглероден атом.

Делокализацията в бензеновия пръстен отново изисква представяне с двойни връзки и се нарича доста подобен. Тъй като връзките са три и всички участват, граничните структури ще бъдат, в допълнение към оригинала, още три, а таксата (плътността) ще намаже над ортото и двойката на разпоредбите.

Тип 4. в донора на веригата за конюгиране и множествена комуникация, някои от които съдържат хетероатом (С \u003d О, С \u003d N, N \u003d О и т.н.)

Няколко връзки с участието на хетероатомите (напомнете ви, че сме се съгласили, докато е ограничено до елементите на втория период, т.е. ние сме само около кислород и азот), подобни на множество въглерод-въглеродни връзки от факта, че π-връзката е лесно изместен от долния атом към друг, но се различава по факта, че изместването се осъществява само в една посока, което прави такива връзки в огромното мнозинство от случаите само акцептори. Двойните връзки с азот и кислород се намират в набора от съществени функционални групи (С \u003d О в алдехиди, кетони, киселини, амиди и други подобни; n \u003d o в нитро връзки и др.). Този вид делокализация е изключително важен и ние често ще се срещаме с нея.

Така че, ако има донор и такава връзка, тогава смяна на плътността е много лесно. От двете гранични структури, този ще надделее таксата за по-електрифициращ атом, но ролята на втората структура също е много значима. Естествено, ако случаят е симетричен, тъй като този, който е показан на втория ред, и двете структури са еднакви и представляващи еднакво - реалната структура ще бъде по средата по същия начин, както в разглеждания по-рано случай на алил анион .

Ако има и конюгирани връзки с въглерод-въглерод в молекулата или йоната, те ще бъдат скромно включени в общото преместване на плътността. Това е и ролята на бензолови пръстени с орто или аранжиране на донора и акцептора. Моля, обърнете внимание, че граничните структури винаги са само две - те показват две крайни позиции, за да прехвърлят плътността. Междинни структури (където плътността вече е преместила от донора на многократна връзка, но не е преминала допълнително) не е необходимо да се рисува. Всъщност те са и напълно законни, но тяхната роля в делокализацията е незначителна. Третият пример за представената схема показва как да се направи нитро група. Първоначално тя плаши изобилието на обвиненията, но ако го погледнете просто NAC за двойна връзка с кислород, тогава отместването се изтегля по същия начин, както и за други многобройни връзки с хетероатомите, и тези такси, които вече са там, които вече има там просто трябва да оставите сами и да не докосвате.

И още един често срещан вариант е един донор и акцепторът множество връзки са донякъде (две, три). Строго говорейки, в този случай, а не една сдвояване, и две, три. Това увеличава броя на граничните структури и може да бъде показан със стрелки, въпреки че този метод не е напълно правилен, тъй като няколко стрелки ще бъдат от една донорска двойка. Този пример показва, че граничните структури са по-гъвкав метод, макар и по-тромав.

И какво друго трябва да знаете за възможността за сдвояване? Все още трябва да си представите как е подредена молекулата (частица). За конюгирането е необходимо орбиталите от π-електрони да бъдат успоредни (колориновите, да лежат в един плосък), или ще бъде ъгъл, който е много различен от директното. Звучи напълно гнило - как всъщност знаете?! Не всичко е толкова страшно, с наистина сложни случаи, които няма да се срещнем. Но едно нещо е съвсем очевидно: ако един атом не е сам, а две π-орбитали, тогава те са взаимно строго перпендикулярни и не могат едновременно да участват в една верига за конституция. Следователно, двойни връзки в 1,2-диен (алена), въглероден диоксид и подобни молекули (натруфен и хетерокумуми) не са конюгат; Не конюгират π-свързващи пръстени и двойка смес в фенил анион и т.н.

Теория на резонанса - теорията на електронната структура на химичните съединения, в съответствие с която разпределението на електроните в молекулите (включително сложни йони или радикали) е комбинация (резонанс) на канонични структури с различна конфигурация на две електронни ковалентни връзки. Резонансната вълна функция, описваща електронната структура на молекулата, е линейна комбинация от вълновите функции на каноничните структури.

С други думи, молекулната структура е описана не по една възможна структурна формула, но чрез комбинация (резонанс) на всички алтернативни структури. Теорията за резонанса е метод чрез химическа терминология и класически структурни формули за визуализиране на чисто математическа процедура за изграждане на приблизителна вълна функция на сложна молекула.

Следствието на резонанса на каноничните структури е да се стабилизира основното състояние на молекулата; Мярка на такава резонансна стабилизация е енергийна резонанс - разликата между наблюдаваната енергия на основното състояние на молекулата и изчислената енергия на основното състояние на каноничната структура с минимална енергия. От гледна точка на квантовата механика, това означава, че една по-сложна вълна функция, която е линейна комбинация от вълни, всяка от които съответства на една от каноничните структури, по-точно описаля молекулата от вълната функция на структурата с минимална енергия.

Енциклопедичен YouTube.

    1 / 3

    Теория на резонанса

    Резонансни структури, част I

    Ефект на мезометъра (интерфейсен ефект). Част 1.

    Субтитри

    Нарисувайте бензолен молекула. И ние мислим за това какви процеси се интересуват в тази молекула. Така че, бензол. В цикъла, шест въглеродни атома. Първият, втори, трети, четвърти, пети и шести въглерод в цикъла. Какво прави бензол толкова специален? Какво го отличава от циклохексан? Разбира се, ние говорим за три двойни връзки в цикъла. Предполагаме, че тези два въглерода са свързани с двойна връзка, има и двойна връзка между тези атоми, между тези въглерода. Рисуване на водород само за да запомните, че те обикновено са тук. Ги привлечете едва забележимо. Колко водород ще бъде прикрепен към този въглерод? Един, два, вече са включени три валенски електрона. И защото въглеродът е свързан само с един водород. Тук е все едно. Само един водород. Има само четири валентни електрона. Ето сходно. Мисля, че вече сте разбрали системата. Общо, всеки въглерод има три връзки с въглеродни атоми: две единични връзки с два въглеродни атома и друга двойна връзка. Съответно, четвъртата връзка се образува с водород. Позволете ми да нарисувам всички атоми на водород. Ще ги показа с тъмен цвят, така че да не ни разсейват. Сега рисувахме бензен. В бъдеще ще се сблъскаме отново. Но в това видео ще погледнем или поне се опитаме да разгледаме любопитни имот Бензол и това, разбира се, резонанс. Този имот не е специално бензен, това е собственост на много органични молекули. Просто бензолът им може би е най-зает. Така че, нека мислим, че това може да се случи с тази молекула. Да започнем с този електрон. Ние го подчертаваме с друг цвят. Изберете син електрон за това. Така че, тук е този електрон. Какво ще стане, ако този електрон се измества на този въглерод? Този въглен няма обвързващ, той запазва електрон, който просто ще се премести тук. Така че този електрон се измести тук. Сега този въглерод се появи ненужен пети електрон. Следователно един електрон се измести тук. Сега този въглерод има пет електрона. Но този електрон ще се върне в оригиналния въглероден атом, който загуби първия електрон. В резултат на това всички въглеродни атоми остават сами. Ако това се случи, ще получим структура, която изглежда така. Рисуване двойна стрелка, тъй като процесът може да тече в двете посоки. Да започнем с въглеродната верига. Така че, първият въглен, втората, третата, четвъртата, петата и накрая, шестият въглерод. На снимката отляво двойната връзка беше тук, това означава, че сега тя се премества тук. Нека направим тази двойна връзка със синьо, за да подчертаем разликата. Сега двойна комуникация тук. Този син електрон се измести тук. Този син електрон се премести на върха. Нека ги изобразяваме с различни цветове, за по-голяма яснота. Да кажем, че този електрон ще бъде зелен. Зеленият електрон мигрира от този въглероден атом към този въглероден атом. Можем да си представим как се е случило. Сега помислете за този пурпурен електрон, който е от този въглероден атом, но сега се премества и премества в друг въглерод тук. Съответно, двойната връзка също се измества, за която показва тази стрелка. Остава да се помисли за синия електрон. Този син електрон се измества на първия въглен. И двойната връзка, от своя страна, се измества тук. Естествено, получихме две много много подобни молекули. Всъщност, това е същата молекула само обърната. Трябва да по-голям интерес, че тези двойни връзки постепенно се движат там, а след това обратно, образувайки тази структура, тогава това. И те го правят през цялото време. Двойните връзки постоянно се движат. И реалността на бензола е такава, че нито една от тези структури не показва това, което се случва в действителност. Бензолът е в определено преходно състояние. Истинската структура на Бензен изглежда така. Сега няма да рисувам въглехидрати и хидрогени. Нека, с изключение на това, нарисувайте хидрогените тук, тъй като започнах да ги изобразявам на първия чертеж. Така че хидрогените нарисуват тук. Не забравяйте за тях. Въпреки че присъствието на този водород винаги е предназначено. Завършен с хидрогени. Повтарям, при примера на този пръстен не можем да нарисуваме въглерод и водород, защото те са предназначени. Така че реалната структура на бензола е между това и това. И в действителност всеки въглерод ще бъде половин двойна връзка. Това е всъщност структурата изглежда като нещо. Тук ще бъде половин двойна връзка, половината от двойната връзка, тук е половин двойна връзка, тук същото е половин двойна връзка. Почти завършен. И тук е половин двойна връзка. Всъщност, в бензоловия молекула, електроните постоянно се движат по целия пръстен. И аз не означава преход от една структура в друга. Истинска структурачиято енергия е минимална, представена тук. Така че, тези Lewis структури, въпреки че би било по-правилно да ги наричат \u200b\u200bканонични структури, защото не рисувам всички електрони. Често нарисуваме бензен по подобен начин, когато например разглеждаме механизма. Но е важно да се разбере, че в резултат на резонанса на тези две структури получаваме преходна структура, която е вярна. Това се случва не само с бензол. Можете да донесете голям брой примери. Но ние ще анализираме още един, за да изпълним ръката ви. Приемайте карбонатния йон. Доста ярък пример за демонстриране на резонансни структури. Така, карбонат йон. Въглеродът е свързан с двойна връзка с един от кислородните атоми и две единични връзки с други кислородни атоми. И тези два кислород имат допълнителни електрони. Този кислороден атом ще има една, две, три, четири пет, шест валентни ... всъщност, разбира се, седем валентни електроника. Нека го направим отново. Една, две, три, четири, пет, шест, седем валентни електрона. И един допълнителен електрон води до появата на отрицателен заряд. Същото важи и за този атом. Той има една, две, три, четири, пет, шест, седем валенски електрона. Едно допълнително. Така ще има отрицателен заряд. Нека да изглеждаме по-тясно към тази резонансна структура или канонична структура. Както вече забелязахме, този кислород е неутрален. И той има шест валентни електроника. Едно две три четири пет шест. Представете си, че един от тези електрони се движи в въглерод, в резултат на което въглеродът ще предава своя кислород на електрона. Така че можем да си представим ситуацията, в която този електрон ще се премести тук в въглерод. И когато въглеродът ще получи друг електрон, тогава в същото време въглеродният атом ще предаде своя електрон на горния кислород, така че тук. Как ще се промени структурата, ако се случи такъв процес? Така че, ако електроните изгаснат по подобен начин, тогава ще видим. Да започнем с въглерод. Сега въглеродът има само една връзка. Тук рисуваме кислород. На кислород, шест валентни електроника. Един, два, три, четири, пет, шест електрона. Но сега той има още един, това синьо. Така че, тъй като кислородът сега е бил допълнителен седмичен електрон, ние нарисуваме отрицателен заряд на кислород. Този кислород, който дава своя електронен въглерод, образува двойна връзка с въглероден атом. Начертайте нова връзка в този цвят. Така че, двойното свързване на въглерода с този кислород по-долу. Един електрон дава кислород, така че сега има шест валентни електроника. Едно две три четири пет шест. И сега таксата в кислород е неутрална. С този кислород нищо не се случи. Ето защо, просто копирайте и го поставете. Първо копие и сега вмъкнете. Този кислород остава тук. Представете си ситуацията, в която този кислород с допълнителен електрон, който от своя страна може да дойде от другия кислород отгоре, ще даде допълнителен електронен атом на въглерод. И тогава въглеродът ще счупи двойна връзка с друг кислород. В този случай, ето с това. Нека го нарисувам. Може би ситуацията, в която този електрон ще отиде в въглерод ... се образува двойна връзка. И след това въглеродът ще даде един от нейните електрони. Този електрон ще се върне обратно към кислород. Какво ще се случи? Ако това се случи, крайната структура ще изглежда така. Да започнем с въглерод, свързан с една връзка с кислород, който има един, два, три, четири, пет, шест, седем валентни електроника. Всичко все още е тук. Можете да го наречете резонансна реакция и можете да се обадите в противен случай. Все още има отрицателен заряд. Нека се обърнем към този кислород. Той върна електрон. И сега той отново има седем валенски електрона. Един, два, три, четири, пет, шест, седем валенски електрона отново. Нека да определим електрона, който се върна на кислород. Нека го направим лилаво. И сега на кислород, отрицателен заряд. Този кислород, от своя страна, дава на електронния въглен. И той формира нова двойна връзка. Тук е двойното свързване на този кислород с въглерод. Един електрон даде кислород, така че сега е един, два, три, четири, пет, шест валентни електрона и неутрална такса. Всички тези структури преминават един в друг. Дори можем да получим тази структура от това. Започвайки с една от тези структури, можем да получим други. Това е, което е в карбонатен йон и се случва. Нека пиша, това е карбонат йон. Така че нейната реална структура е средната средна между тези три. Структурата на карбонатния йон в действителност изглежда така. Тук въглерод е свързан с три кислород. Между всеки от три кислород и въглерод нарисува връзка. И след това всеки c-O връзка ще има една трета от двойната връзка. Една трета от комуникацията. Не съвсем познат запис, но колкото е възможно по-близо до реалността. Една трета от цялото време електронът ще бъде тук. Останалите две трети от кислородните атоми ще притежават еднакво този електрон. Смята се, че всеки кислород е обвинение -2/3. Обикновено, разбира се, те нарисуват една от тези структури, защото е удобно да работят в цели числа. Но в действителност карбонатни йони са податливи на резонанс. Електроните, в действителност, непрекъснато се движат от една С-O връзка към друга. Това прави молекулата по-стабилна. Енергията на тази структура е по-малка от енергията на някой от показаните по-горе. Същото важи и за бензол. Енергията на тази преходна структура е под енергията на някоя от тях и следователно такава форма на бензен е по-стабилна за тези, извлечени по-горе. Субтитри от общността на Amara.org

История

Идеята за резонанс е въведена в квантовата механика от Вернер Гейзенберг през 1926 г., когато се обсъждат квантовите състояния на хелий атом. Той сравнява структурата на хелий атом с класическата система на резонансна хармоничен осцилатор.

Моделът Geisenberg се прилага от Линус Полинг (1928) към описанието на електронната структура на молекулярни структури. Като част от метода на схемите за валентност, Полинг успешно обяснява геометрията и физико-химичните свойства на редица молекули чрез механизма за делекализиране на електронни плътност π-облигации.

Подобни идеи за описание на електронната структура на ароматните съединения бяха предложени от Кристофър Инголд. През 1926-1934 г. Ingold постави основите на физическата органична химия, като развива алтернативна теория на електронните премествания (теорията на мезомерия), предназначена да обясни структурата на молекулите на сложни органични съединения, които не са подредени в конвенционална валентност. Предложен от INGOLD за определяне на феномена на делокализация на термин за електронна плътност " мезомеризъм"(1938), използван в немската и френската литература, а англичаните и руските преобладават" резонанс" Идеите на Изолтът за мезомерния ефект станаха важна част от теорията на резонанса. Благодарение на немската химия беше въведена Фриц Арндту, която стана общоприети наименования за мезомерни структури, използващи двупосочни стрелки.

USSR 40-50 GG.

В следвоенния СССР теорията на резонанса стана обект на преследване в рамките на идеологическите кампании и е обявен за "идеалистичен", извънземен диалектически материализъм - и следователно неприемлив за използване в науката и образованието:

"Резонансната теория", която е идеалистичен и агностик, се противопоставя на материалистичната теория на Бюлеров, толкова несъвместима и несъвместима с нея; ... Поддръжниците на "теорията на резонанса" го пренебрегват и надхвърлиха нейното същество. "Теория на резонанс", като през механизма. отрича висококачествените особености на органичната материя и е перфектно се опитва да намали моделите на органична химия към законите на квантовата механика ...

... Мезомери-резонансната теория в органичната химия представлява същото проявление на общата реакционна идеология, като ламантизъм-морганизъм в биологията, както и съвременния "физически" идеализъм, с който тя е тясно свързана.

Въпреки че преследването на теорията на резонанс понякога се нарича "Lysenovshchina в химията", историята на тези преследвания има редица разлики от генетиката в биологията. Както отбелязва Лорън Греъм: "химиците успяха да отразяват тази сериозна атака. Теоретичните модификации бяха доста терминологичен характер. " В 50-те години. Химиците, които не опровергават критиците на теорията на резонанса, разработиха подобна теоретична (включително квантово-химична) конструкция, използвайки термина "