Resonance in Chemical Bonding
Ο χημικός δεσμός είναι η έλξη μεταξύ των ατόμων που οδηγεί σε έναν χημικό δεσμό. Ο δεσμός μεταξύ δύο ατόμων είναι αυτός που κάνει ένα μόριο να είναι ουσία και χωρίς χημικό δεσμό, ένα μόριο δεν θα ήταν ουσία.
Ένας χημικός δεσμός είναι μια ισχυρή αλληλεπίδραση που υπάρχει μεταξύ δύο ή περισσότερων ατόμων. Ο δεσμός συγκρατεί τα άτομα μαζί και τους δίνει μια αρκετά ισχυρή έλξη μεταξύ τους ώστε να τους επιτρέπει να διαχωριστούν. Αυτός ο διαχωρισμός είναι γνωστός ως διάχυση και τα άτομα μπορούν στη συνέχεια να μετακινηθούν ή να μετατραπούν σε διαφορετικές χημικές ενώσεις.
Συντονισμός σε χημικούς δεσμούς
Ένας μόνο τύπος Lewis δεν μπορεί να περιγράψει αποτοποθετημένα ηλεκτρόνια μέσα στα μόρια. Τα πολυατομικά ιόντα που ένας μόνο τύπος Lewis δεν μπορεί να διασαφηνίσει ονομάζονται συντονισμός. Αρκετές δομές συντονισμού απεικονίζουν ένα μόριο ή ένα ιόν με τέτοια αποτοποθετημένα ηλεκτρόνια. Όταν οι δομές συντονισμού διαφέρουν, είναι σημαντικό να προσδιοριστεί ποια περιγράφει καλύτερα την πραγματική σύνδεση. Το επίσημο φορτίο μπορεί να προβλέψει ποιες δομές συντονισμού είναι πιο πιθανό να προτιμηθούν. Η κατάσταση είναι με το όζον (O3), ένα αλλότροπο οξυγόνου με σχέδιο σχήματος V και γωνία 117,5° O–O–O.
Ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός βασίζεται σε πολλούς πυρήνες που έχουν περιστραφεί και όλοι οι πυρήνες είναι ηλεκτρικά φορτισμένοι. Όταν εφαρμόζεται εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, η ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας από την ενέργεια βάσης.
Τι είναι οι δομές συντονισμού;
Τα σύνολα δομών Lewis που περιγράφουν την μετεγκατάσταση του ηλεκτρονίου σε ένα μόριο ή ένα πολυατομικό ιόν είναι γνωστά ως δομές συντονισμού.
Ο χημικός δεσμός μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας δομές συντονισμού σε τέτοιες περιπτώσεις.
Χαρακτηριστικά συντονισμού
- Δεν υπάρχει στον πραγματικό κόσμο.
- Το μήκος του δεσμού σε πανομοιότυπες δομές συντονισμού είναι το ίδιο.
- Το υβρίδιο συντονισμού έχει τη μικρότερη ποσότητα ενέργειας, άρα και τη μεγαλύτερη σταθερότητα.
- Όσο περισσότερη ενέργεια συντονισμού και συντονισμού υπάρχει, τόσο πιο σταθερή γίνεται η δομή.
- Ο συντονισμός είναι μια θεωρητική ιδέα που δεν έχει ακόμη αποδειχθεί πειραματικά.
Κανόνες για δομές μετατόπισης και συντονισμού
- Οι δομές συντονισμού πρέπει να περιέχουν τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων. δεν πρέπει να προστεθούν ή να αφαιρεθούν ηλεκτρόνια. (Μετρήστε τον αριθμό των ηλεκτρονίων για να δείτε πόσα είναι.)
- Κάθε δομή συντονισμού ακολουθεί τους κανόνες γραφής των Δομών Lewis.
- Ο υβριδισμός της δομής πρέπει να παραμείνει σταθερός.
- Ο σκελετός της δομής δεν μπορεί να αλλάξει (μόνο τα ηλεκτρόνια κινούνται).
- Ο αριθμός των μεμονωμένων ζευγών σε μια δομή συντονισμού πρέπει να είναι ο ίδιος.
Προσδιορισμός βιώσιμων δομών συντονισμού με χρήση επίσημων χρεώσεων
Ενώ κάθε δομή συντονισμού προσθέτει σε ολόκληρη την ηλεκτρονική δομή του μορίου, η συνεισφορά τους μπορεί να μην είναι ίση. Ένας τρόπος προσδιορισμού της βιωσιμότητας μιας δομής συντονισμού και της σχετικής σημασίας της μεταξύ άλλων δομών είναι να αποδοθούν τυπικά φορτία σε άτομα σε μόρια.
Χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο τύπο για να βρείτε το τυπικό φορτίο σε ένα συγκεκριμένο άτομο σε ένα ομοιοπολικό είδος:
Τυπικό φορτίο =(αριθμός ηλεκτρονίων σθένους στο ελεύθερο τροχιακό)−(αριθμός ηλεκτρονίων μοναχικού ζεύγους) − ½ (ηλεκτρόνια ζεύγους αριθμού δεσμών)
Κανόνες για την εκτίμηση της σταθερότητας της δομής συντονισμού
- Όσο περισσότεροι ομοιοπολικοί δεσμοί υπάρχουν, τόσο πιο σταθερό είναι το σύστημα αφού περισσότερα άτομα θα έχουν πλήρεις οκτάδες.
- Η δομή με τις λιγότερες επίσημες χρεώσεις είναι πιο σταθερή.
- Η δομή με τον λιγότερο τυπικό διαχωρισμό φορτίου είναι η πιο σταθερή.
- Τα θετικά φορτία στο πιο ηλεκτροθετικό (λιγότερο ηλεκτραρνητικό) άτομο είναι πιο ανθεκτικά.
- Οι ισοδύναμες μορφές συντονισμού έχουν το ίδιο επίπεδο σταθερότητας και συμβάλλουν εξίσου (π.χ. βενζόλιο)
Φύση και σταθερότητα δεσμού (συντονισμός)
Πώς η φύση ενός δεσμού επηρεάζει τη σταθερότητα ενός μορίου;
Η απάντηση είναι η απήχηση.
Ο συντονισμός περιλαμβάνει τη θραύση παλαιών δεσμών και το σχηματισμό νέων δεσμών μεταξύ των ατόμων. Οι δομές που σχηματίζονται λόγω συντονισμού υπάρχουν πάντα ταυτόχρονα σε κάθε δείγμα της ένωσης και συμβάλλουν στις ιδιότητες που παρουσιάζονται.
Η φύση του δεσμού μας βοηθά να κατανοήσουμε τον συντονισμό. Αυτό συμβαίνει επειδή οι ιοντικοί δεσμοί και οι ομοιοπολικοί δεσμοί διασπώνται διαφορετικά. Ένας ομοιοπολικός δεσμός διασπάται δίνοντας σε κάθε άτομο ένα ηλεκτρόνιο. Ένας ιοντικός δεσμός σπάει σχηματίζοντας ένα κατιόν και ένα ανιόν.
Ένας ομοιοπολικός δεσμός είναι επίσης πολύ πιο σταθερός από έναν ιοντικό δεσμό, και ως εκ τούτου, πιο δύσκολο να σπάσει. Έτσι, η κατανόηση της φύσης των δεσμών σε μια ένωση μας βοηθά να κατανοήσουμε τη σταθερότητα που μπορεί να έχει.
Συμπέρασμα
Ένας μόνο τύπος Lewis δεν μπορεί να περιγράψει αποτοποθετημένα ηλεκτρόνια μέσα στα μόρια. Τα πολυατομικά ιόντα που ένας μόνο τύπος Lewis δεν μπορεί να διασαφηνίσει ονομάζονται συντονισμός. Αρκετές δομές συντονισμού απεικονίζουν ένα μόριο ή ένα ιόν με τέτοια αποτοποθετημένα ηλεκτρόνια. Όταν οι δομές συντονισμού διαφέρουν, είναι σημαντικό να προσδιοριστεί ποια περιγράφει καλύτερα την πραγματική σύνδεση. Το επίσημο φορτίο μπορεί να προβλέψει ποιες δομές συντονισμού είναι πιο πιθανό να προτιμηθούν. Μελετήσαμε λεπτομερώς τη δομή συντονισμού πολλών μορίων και πολυατομικών ιόντων.
