Conjugation vs Resonance
ግንኙነት እና ሬዞናንስ የሞለኪውሎችን ባህሪ ለመረዳት ሁለት አስፈላጊ ክስተቶች ናቸው።
Conjugation ምንድን ነው?
በሞለኪውል ውስጥ ተለዋጭ ነጠላ እና በርካታ ቦንዶች ሲኖሩ ስርዓቱ የተዋሃደ ነው እንላለን። ለምሳሌ የቤንዚን ሞለኪውል የተዋሃደ ሥርዓት ነው። በበርካታ ቦንድ ውስጥ አንድ ሲግማ ቦንድ እና አንድ ወይም ሁለት ፒ ኩሬዎች አሉ። የፒ ቦንዶች በተደራራቢ p orbitals የተሰሩ ናቸው። በ p orbitals ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች ከሞለኪውል አውሮፕላን ጋር ቀጥ ብለው ይገኛሉ። ስለዚህ በተለዋጭ ቦንዶች ውስጥ የፒ ቦንዶች ሲኖሩ፣ ሁሉም ኤሌክትሮኖች በተዋሃደው ሲስተም ውስጥ በሙሉ ወደ ክልሉ እንዲቀየሩ ይደረጋሉ።በሌላ አነጋገር የኤሌክትሮን ደመና ብለን እንጠራዋለን. ኤሌክትሮኖች ዲሎካላይዝድ (delocalized) በመሆናቸው በተዋሃዱ ሲስተም ውስጥ ካሉት አተሞች ሁሉ አካል ናቸው፣ ግን ለአንድ አቶም ብቻ አይደሉም። ይህ የስርዓቱን አጠቃላይ ኃይል ይቀንሳል እና መረጋጋት ይጨምራል. የፒ ቦንዶች ብቻ ሳይሆን ብቸኛ የኤሌክትሮኖች ጥንዶች፣ radicals ወይም carbenium ions የተዋሃደ ስርዓትን በመፍጠር መሳተፍ ይችላሉ። በእነዚህ አጋጣሚዎች፣ ሁለት ኤሌክትሮኖች፣ አንድ ኤሌክትሮን ወይም ምንም ኤሌክትሮኖች ያላቸው ያልተጣመሩ ፒ ምህዋሮች አሉ። መስመራዊ እና ሳይክሊክ የተጣመሩ ስርዓቶች አሉ። አንዳንዶቹ ለአንድ ሞለኪውል ብቻ የተገደቡ ናቸው። ትላልቅ ፖሊመር መዋቅሮች ሲኖሩ, በጣም ትልቅ የተጣመሩ ስርዓቶች ሊኖሩ ይችላሉ. የመገጣጠም መገኘት ሞለኪውሎቹ እንደ ክሮሞፎረስ እንዲሠሩ ያስችላቸዋል። Chromophores ብርሃን ሊወስድ ይችላል; ስለዚህ ግቢው ቀለም ይኖረዋል።
Resonance ምንድን ነው?
የሉዊስ አወቃቀሮችን ስንጽፍ የቫሌንስ ኤሌክትሮኖችን ብቻ ነው የምናሳየው። አተሞች ኤሌክትሮኖችን በማካፈል ወይም በማስተላለፍ ለእያንዳንዱ አቶም የከበረ ጋዝ ኤሌክትሮኒክስ ውቅር ለመስጠት እንሞክራለን።ነገር ግን፣ በዚህ ሙከራ፣ በኤሌክትሮኖች ላይ ሰው ሰራሽ ቦታ ልንጭን እንችላለን። በውጤቱም, ከአንድ በላይ ተመጣጣኝ የሉዊስ መዋቅሮች ለብዙ ሞለኪውሎች እና ionዎች ሊጻፉ ይችላሉ. የኤሌክትሮኖችን አቀማመጥ በመለወጥ የተፃፉት አወቃቀሮች (resonance structures) በመባል ይታወቃሉ. እነዚህ በንድፈ ሀሳብ ውስጥ ብቻ ያሉ መዋቅሮች ናቸው. የማስተጋባት አወቃቀሮቹ ስለ አወቃቀሩ ሁለት እውነታዎችን ይናገራሉ።
• የትኛውም የሬዞናንስ አወቃቀሮች ትክክለኛው ሞለኪውል ትክክለኛ ውክልና አይሆንም። እና ማንም የእውነተኛውን ሞለኪውል ኬሚካላዊ እና ፊዚካዊ ባህሪያት ሙሉ በሙሉ አይመስልም።
• ትክክለኛው ሞለኪውል ወይም ion በተሻለ በሁሉም የሬዞናንስ አወቃቀሮች ድብልቅ ይወከላል።
የድምፅ አወቃቀሮች ከቀስት ↔ ጋር ይታያሉ። የካርቦኔት ion (CO32-) የማስተጋባት አወቃቀሮች የሚከተሉት ናቸው።
የኤክስ ሬይ ጥናቶች እንደሚያሳዩት ትክክለኛው ሞለኪውል በእነዚህ ሬዞናንስ መካከል ነው። እንደ ጥናቶቹ ከሆነ ሁሉም የካርቦን-ኦክስጅን ቦንዶች በካርቦኔት ion ውስጥ እኩል ርዝመት አላቸው. ነገር ግን, ከላይ በተጠቀሱት አወቃቀሮች መሰረት አንድ ድርብ ቦንድ እና ሁለት ነጠላ ቦንዶችን ማየት እንችላለን. ስለዚህ, እነዚህ የማስተጋባት አወቃቀሮች በተናጥል የተከሰቱ ከሆነ, በሐሳብ ደረጃ በ ion ውስጥ የተለያዩ የቦንድ ርዝመቶች ሊኖሩ ይገባል. ተመሳሳይ የማስያዣ ርዝማኔዎች የሚያመለክተው ከእነዚህ አወቃቀሮች ውስጥ አንዳቸውም በተፈጥሮ ውስጥ እንደማይገኙ፣ ይልቁንም የዚህ ድብልቅ መኖሩን ነው።
በመገጣጠም እና በማስተጋባት መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
• ሬዞናንስ እና ውህደት እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው። በሞለኪውል ውስጥ ውህደት ካለ፣ የፒ ቦንዶችን በመቀያየር የማስተጋባት አወቃቀሮችን ወደ እሱ መሳል እንችላለን። የፒ ኤሌክትሮኖች በጠቅላላው የተዋሃደ ስርዓት ውስጥ የተከፋፈሉ በመሆናቸው ሁሉም የማስተጋባት አወቃቀሮች ለእንደዚህ አይነት ሞለኪውል ልክ ናቸው።
• ሬዞናንስ የኤሌክትሮኖችን ወደ አካባቢው እንዲቀይር ያስችለዋል።
