Konjugacija vs rezonansas
Konjugacija ir rezonansas yra du svarbūs reiškiniai norint suprasti molekulių elgesį.
Kas yra konjugacija?
Molekulėje, kai yra kintamos viengubos ir daugybinės jungtys, sakome, kad sistema yra konjuguota. Pavyzdžiui, benzeno molekulė yra konjuguota sistema. Daugybinėje jungtyje yra viena sigma jungtis ir vienas arba du pi tvenkiniai. Pi jungtis sudaro persidengiančios p orbitalės. Elektronai p orbitalėse išsidėstę statmenai molekulės plokštumai. Taigi, kai kintamuosiuose ryšiuose yra pi jungtys, visi elektronai yra delokalizuojami visoje konjuguotoje sistemoje. Kitaip tariant, mes tai vadiname elektronų debesimi. Kadangi elektronai yra delokalizuoti, jie priklauso visiems konjuguotos sistemos atomams, bet ne tik vienam atomui. Tai sumažina bendrą sistemos energiją ir padidina stabilumą. Kuriant konjuguotą sistemą gali dalyvauti ne tik pi jungtys, bet ir pavienės elektronų poros, radikalai ar karbenio jonai. Tokiais atvejais yra arba nesusietos p orbitalės, kuriose yra du elektronai, vienas elektronas arba jų nėra. Yra linijinės ir ciklinės konjuguotos sistemos. Kai kurie apsiriboja tik viena molekule. Kai yra didesnės polimerinės struktūros, gali būti labai didelių konjuguotų sistemų. Konjugacijos buvimas leidžia molekulėms veikti kaip chromoforai. Chromoforai gali sugerti šviesą; todėl junginys bus spalvotas.
Kas yra Rezonansas?
Rašydami Lewiso struktūras rodome tik valentinius elektronus. Kai atomai dalijasi arba perduoda elektronus, mes stengiamės kiekvienam atomui suteikti tauriųjų dujų elektroninę konfigūraciją. Tačiau šiuo bandymu galime nustatyti dirbtinę elektronų vietą. Dėl to daugeliui molekulių ir jonų galima parašyti daugiau nei vieną ekvivalentinę Lewis struktūrą. Struktūros, parašytos keičiant elektronų padėtį, yra žinomos kaip rezonansinės struktūros. Tai struktūros, kurios egzistuoja tik teoriškai. Rezonansinės struktūros nurodo du faktus apie struktūrą.
• Nė viena iš rezonansinių struktūrų neatspindės tikrosios molekulės. Ir nė viena nebus visiškai panaši į tikrosios molekulės chemines ir fizines savybes.
• Tikrąją molekulę arba joną geriausiai pavaizduos visų rezonansinių struktūrų hibridas.
Rezonanso struktūros rodomos rodykle ↔. Toliau pateikiamos karbonato jonų rezonansinės struktūros (CO32-).
Rentgeno tyrimai parodė, kad tikroji molekulė yra tarp šių rezonansų. Remiantis tyrimais, visos anglies ir deguonies jungtys yra vienodo ilgio karbonato jonais. Tačiau pagal aukščiau pateiktas struktūras galime pamatyti vieną dvigubą ryšį ir du viengubus ryšius. Todėl, jei šios rezonansinės struktūros atsiranda atskirai, idealiu atveju jone turėtų būti skirtingi jungties ilgiai. Tie patys ryšių ilgiai rodo, kad gamtoje iš tikrųjų nėra nė vienos iš šių struktūrų, veikiau egzistuoja jų hibridas.
Kuo skiriasi konjugacija ir rezonansas?
• Rezonansas ir konjugacija yra tarpusavyje susiję. Jei molekulėje yra konjugacija, mes galime nubrėžti rezonansines struktūras, kaitaliodami pi ryšius. Kadangi pi elektronai yra delokalizuoti visoje konjuguotoje sistemoje, tokiai molekulei galioja visos rezonansinės struktūros.
• Rezonansas leidžia konjuguotai sistemai perkelti elektronus.
