Операция "Теория резонанса". Резонанса теория Резонансные формы
Теория резонанса
Теория резонанса - теория электронного строения химических соединений, в соответствие с которой распределение электронов в молекулах (в том числе сложных ионах или радикалах), является комбинацией (резонансом) канонических структур с различной конфигурацией двухэлектронных ковалентных связей . Резонансная волновая функция , описывающая электронную структуру молекулы, является линейной комбинацией волновых функций канонических структур .
Иными словами, молекулярная структура описывается не одной возможной структурной формулой, а сочетанием (резонансом) всех альтернативных структур.
Следствием резонанса канонических структур является стабилизация основного состояния молекулы, мерой такой резонансной стабилизации является энергия резонанса - разность между наблюдаемой энергией основного состояния молекулы и расчетной энергии основного состояния канонической структуры с минимальной энергией .
Резонансные структуры циклопентадиенид-иона
Идея резонанса был введена в квантовую механику Вернером Гейзенбергом в 1926 году при обсуждении квантовых состояний атома гелия . Он сравнил структуру атома гелия с классической системой резонирующего гармонического осциллятора .
Модель Гейзенберга была применена Лайнусом Полингом (1928 год) к описанию электронной структуры молекулярных структур. В рамках метода валентных схем Полинг успешно объяснил геометрию и физико-химические свойства целого ряда молекул через механизм делокализации электронной плотности π-связей.
Сходные идеи для описания электронной структуры ароматических соединений были предложены Кристофером Ингольдом. В 1926-1934 годах Ингольд заложил основы физической органической химии, развив альтернативную теорию электронных смещений (теорию мезомерии), призванную объяснить структуру молекул сложных органических соединений, не укладывающуюся в обычные валентные представления. Предложенный Ингольдом для обозначения явления делокализации электронной плотности термин «мезомеризм » (1938), используется преиущественно в немецкой и французской литературе, а английской и русской преобладает «резонанс ». Представления Ингольда о мезомерном эффекте стали важной составной частью теории резонанса. Благодаря немецкому химику Фрицу Арндту были введены, ставшие общепринятыми обозначения мезомерных структур при помощи двунаправленных стрелок.
СССР 40-50 гг.
В послевоенном СССР теория резонанса стала объектом гонения в рамках идеологических кампаний и была объявлена «идеалистической», чуждой диалектическому материализму - и поэтому неприемлемой для использования в науке и образовании:
«Теория резонанса», будучи идеалистической и агностической, противостоит материалистической теории Бутлерова, как несовместимая и непримиримая с ней;… сторонники «теории резонанса» игнорировали её и извращали её существо.
«Теория резонанса», будучи насквозь механистической. отрицает качественные, специфические особенности органического вещества и совершенно ложно пытается сводить закономерности органической химии к закономерностям квантовой механики…
…Мезомерийно-резонансная теория в органической химии представляет собою такое же проявление общей реакционной идеологии, как и вейсманизм-морганизм в биологии, как и современный «физический» идеализм, с которыми она тесно связана.
Кедров Б.М. Против «физического» идеализма в химической науке. Цит. по
Гонения на теорию резонанса получили негативную оценку в мировой научной среде. В одном из журналов Американского химического общества в обзоре, посвящённом положению в советской химической науке, в частности, отмечалось :
Хотя гонения на теорию резонанса иногда называют «лысенковщиной в химии», история этих гонений имеет ряд отличий от гонений на генетику в биологии . Как отмечает Лорен Грэхэм : «Химики сумели отразить эту серьёзную атаку. Модификации теории носили скорее терминологический характер». В 50-х гг. химики, не опровергая критики теории резонанса, развивали аналогичные теоретические (в том числе - квантовохимические) построения, используя термин «гибридизация » .
См. также
Примечания
Ссылки
- Печенкин А. А., Антирезонансная кампания в квантовой химии (1950-1951 гг.)
- Резонанса теория - статья из Большой советской энциклопедии (3-е издание)
- Резонанса теория - Химическая энциклопедия
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Теория ожиданий Врума
- Теория связи в секретных системах
Смотреть что такое "Теория резонанса" в других словарях:
теория резонанса - rezonanso teorija statusas T sritis chemija apibrėžtis Teorija, realios molekulės sandarą aiškinanti keliomis hipotetinėmis struktūromis. atitikmenys: angl. resonance theory rus. теория резонанса … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
РЕЗОНАНСА ТЕОРИЯ - теория электронного строения хим. соединений, в основе к рой лежит представление о том, что электронное распределение, геометрия и все др. физ. и хим. св ва молекул должны быть описаны не одной возможной структурной ф лой, а сочетанием… … Химическая энциклопедия
Теория валентных связей - Рис.1. Модель перекрывания атомных орбиталей при образовании сигма связи Теория валентных связей (… Википедия
Резонанса теория - (в химии) концепция, дополняющая постулаты классической теории химического строения и утверждающая, что если для данного соединения классическая теория (см. Химического строения теория) допускает построение нескольких приемлемых… … Большая советская энциклопедия
резонанса теория - в химии, концепция, дополняющая постулаты классической теории химического строения и утверждающая, что, если для данного соединения классическая теория допускает построение нескольких приемлемых структурных формул, то действительному состоянию… … Энциклопедический словарь
РЕЗОНАНСА ТЕОРИЯ - в химии концепция, дополняющая постулаты классической теории химического строения и утверждающая, что если для данного соединения классическая теория допускает построение нескольких приемлемых структурных формул, то действительному состоянию… … Большой Энциклопедический словарь
Теория Редже - подход к задаче рассеяния в квантовой механике и квантовой теории поля, в котором изучаются свойства амплитуды рассеяния при комплексных значениях орбитального углового момента. Основы теории были разработаны итальянским физиком Туллио Редже в… … Википедия
Теория кристаллического поля - квантохимическая модель, в которой электронная конфигурация соединений переходных металлов описывается как состояния иона либо атома, находящегося в электростатическом поле, создаваемым окружающими его ионами, атомами или молекулами. Концепция… … Википедия
ТЕОРИЯ КАЧКИ СУДНА - раздел теории корабля, в котором методами механики и гидродинамики изучаются колебания плавающего судна под воздействием внешних сил. Позволяет предсказать характер поведения судна в морских условиях, для того чтобы учесть при его проектировании… … Морской энциклопедический справочник
РЕЗОНАНСА ТЕОРИЯ - в химии, концепция, дополняющая постулаты классич. теории хим. строения и утверждающая, что если для данного соед. классич. теория допускает построение неск. приемлемых структурных формул, то действит. состоянию молекул этого соед. (его хим.… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Книги
- Синергетика сложных систем. Феноменология и статистическая теория , А. И. Олемской. В настоящей монографии изложены феноменологическое и статистическое представления коллективного поведения сложных систем. В рамках первого подхода развита синергетическая схема,…
Для соед. с сопряженными
связями из всех возможных структур с разложением типами спаривания электронов кратных
связей достаточно рассмотреть лишь структуры с неперекрещивающимися связями
(канонич. структуры). Электронное строение бензола описывается резонансом пяти
канонич. структур:
Волновая ф-ция молекулы
бензола по Полингу представляет линейную комбинацию:
Y
= 0,624(Y
I
+ Y
II) + 0,271(Y
III + Y
IV +
Y
V).
Откуда следует, что осн.
вклад (примерно 80%) в волновую ф-цию вносят кекулевские структуры I и II. Их
эквивалентность и эквивалентность структур III-V объясняют вырав-ненность всех
углерод-углеродных связей в молекуле бензола и их промежуточный (примерно полуторный)
характер между простой и двойной связями углерод-углерод. Это предсказание
находится в полном соответствии с экспериментально найденными длиной связи С-С
в бензоле (0,1397 нм) и св-вами симметрии его молекулы (группа симметрии D
6h).
Р. т. с успехом применяют
для описания строения и св-в ионов и радикалов. Так, строение карбонат-иона
представляют как резонанс (обозначается двусторонней стрелкой) трех структур,
каждая из к-рых вносит одинаковый вклад в волновую ф-цию:
Поэтому ион
обладает тригональной симметрией (группа
симметрии V
3h
), и
каждая связь С-О имеет на
1 / 3 характер двойной связи.
Строение аллильного радикала
не соответствует ни одной из классич. структур VI и VII и должно описываться
их резонансом:
Спектр ЭПР аллильного радикала
свидетельствует о том, что неспаренный электрон не локализован ни на одной из
концевых метиленовых групп, а распределен между ними так, что радикал имеет
группу симметрии С 2h
, причем энергетич. барьер вращения концевых
метиленовых групп (63 кДж/моль) имеет промежуточный значение между величинами, характерными
для барьеров вращения вокруг простой и двойной связи С-С.
В соед., включающих связи
между атомами с существенно разл. электроотрицательностями, значит. вклад в
волновую ф-цию вносят резонансные структуры ионного типа. Строение СО 2
в рамках Р. т. описывается резонансом трех структур:
Длина связи между атомами
С и О в этой молекуле меньше, чем длина двойной связи С=О.
Поляризация связей в молекуле
формамида, приводящая к потере мн. св-в, характерных для карбонильной группы,
объясняется резонансом:
Резонанс структур ведет
к стабилизации осн. состояния молекулы, иона или радикала. Мерой этой стабилизации
служит энергия резонанса, к-рая тем больше, чем больше число возможных резонансных
структур и чем больше число резонирующих низкоэнергетич. эквивалентных структур.
Энергию резонанса можно рассчитать при помощи метода валентных связей или метода
мол. орбиталей (см. Молекулярных орбиталей методы
)как разность энергий
осн. состояния молекулы и ее изолир. связей или осн. состояния молекулы и структуры,
моделирующей одну из устойчивых резонансных форм.
По своей осн. идее Р. т.
очень близка к теории мезомерии (см. Мезомерия
),
однако носит
более количеств. характер, ее символика вытекает непосредственно из классич.
структурной теории, а квантовомех. метод валентных связей служит прямым продолжением
Р. т. В силу этого Р. т. продолжает сохранять определенное значение как удобная
и наглядная система структурных представлений.
Лит.:
Паулинг Л.,
Природа химической связи, пер. с англ., М.-Л., 1947; Уэланд Дж., Теория резонанса
и ее применение в органической химии, пер. с
англ., М., 1948; Полинг Л., "Ж. Весе. Хим. об-ва им. Д. И. Менделеева",
1962 т. 7, № 4, с. 462-67. В. И. Минкин.
Полезные интернет ресурсы:
Часто, а точнее всегда, электроны размазаны по молекуле так, что нет возможности изобразить её электронную структуру в понятных человеку символах одним схематическим рисунком. Можно конечно с помощью компьютера показать электронную плотность, но даже опытному химику далеко не всегда будет понятно что это за молекула и какой реактивности от неё ожидать (а именно для этого вся схематичность и придуманна). Дабы как-то разрулить ситуёвину придумали понятие "резонансные структуры " - эдакие костыли для саванных обезьяноподобных трупоедов, которые бананы считать научились, но всё, что не выглядит как банан понять затрудняются. Рисуют вобщем несколько схематических структур и говорят, что молекула описывается одновременно всеми этими структурами, находящимися в суперпозиции (и там всякие уравнения Шредингера, о которых тут не будем, но самого ещё ниже вспомним). У большинства студентов на этой теме случается взрыв мозга, а многие так и заканчивают степень, не поняв чозафигня.
Таких резонансных структур на самом деле для каждой молекулы можно нарисовать огромное количество, но используют обычно в простых случаях (коих основная масса) одну, в случаях посложнее две и очень редко три и более. Забавно, что люди дошли до такого искуства строгания костылей, что даже научились вычислять процентный вклад каждой выдуманной структуры. Естественно, почти никакой информативной нагрузки, кроме интуитивной, информация о процентном вкладе не несёт, но немного успокаивает обеспокоенных сложностью мира трупоедов.
Ну вот например двe резонансные структуры (по ~50% каждая) всем известного озона:
Моим самым большим отрытием (топик по ссылке писал не я - честно-честно) до сих пор был синтез вот такой молекулы: R2SiFLi, которая, как утверждают говно теоретики, является на ~75% (R2SiF)- Li+ (формально anion) и на ~7% (R2Si:) FLi (формально silylene). Oстальные 18% распределены примерно поровну между ещё сотней-другой структур. Реагирует она кстати с равной охотой как первая и как вторая структура. То есть можно предположить, что при взаимодействии с реагентом А структура "коллапсирует" к одной, а с реагентом Б - ко второй. Открыл коробку с котегом вышеупомянутого с одной стороны - он жив, с другой - мёртв.
Конец химического вступления.
Похоже мотивы для принятия людьми того или иного решения или мнения можно описать подобным способом. Родился ребёнок открытый ко всем возможным мнениям - а потом подрос, столкнулся с А или Б - и коллапснул, да так - что не вытащишь. А способность к коллапсируемости/вытаскиваемости - (эпи)генетически обусловлена.
Или вот из другой области: противники политика Х говорят, что он сделал то, что сделал потому что хотел нобелевской премии мира/спасался от левацкого суда, а его сторонники - что он искренне заботился о благе страны и выполнял волю большинства народа. На самом деле правы и те и другие. Всё это (и ещё много чего) было в суперпозиции. А уж в каком процентном отношении - каждый решает сам. Между прочим из этого предположения следует, что если что-то из уравнения убрать - например упразднить нобелевскую премию, убрать вероятность преследования или как-то доказать, что блага не будет, будет один вред, а большинство народа против - решение в том самом виде вероятно принято не будет. И вообще любой человек при принятии любого решения руководствуется миллионом как сознательных так и подсознательных причин, находящимися в суперпозиции.
Или верующие учёные. С одной стороны им известно, что истина определяется только научным методом. Им также понятно, что существование высшей сущности никак научно не подтверждено и возможно не может быть подтверждено в принципе, что теоретически показана возможность существования вселенной без высшего разума, и что святое писание входит в противоречие с наблюдаемым миром. Но с другой стороны " " уже коллапснулось, и приходится их мозгам жить в суперпозиции науки и религии. Спросишь про науку - реагируют соответственно. Заговоришь про религию - другие отделы мозга работают. И друг другу не мешают.
Из этого описания может показаться, что мы по идее можем расчитать в каком случае какова будет реакция. В химии это так. Но в психологии совсем не факт, потому что выше всего этого вероятно стоит случайность, чьё влияние пока полностью не исключено.
Теория резонанса - теория электронного строения химических соединений, в соответствии с которой распределение электронов в молекулах (в том числе сложных ионах или радикалах), является комбинацией (резонансом) канонических структур с различной конфигурацией двухэлектронных ковалентных связей . Резонансная волновая функция , описывающая электронную структуру молекулы, является линейной комбинацией волновых функций канонических структур .
Иными словами, молекулярная структура описывается не одной возможной структурной формулой, а сочетанием (резонансом) всех альтернативных структур. Теория резонанса - это способ посредством химической терминологии и классических структурных формул визуализировать чисто математическую процедуру построения приближенной волновой функции сложной молекулы.
Следствием резонанса канонических структур является стабилизация основного состояния молекулы; мерой такой резонансной стабилизации является энергия резонанса - разность между наблюдаемой энергией основного состояния молекулы и расчетной энергией основного состояния канонической структуры с минимальной энергией . С позиций квантовой механики это означает, что более сложная волновая функция, представляющая собой линейную комбинацию волновых функций, каждая из которых соответствует одной из канонических структур, точнее описывает молекулу, чем волновая функция структуры с минимальной энергией.
Энциклопедичный YouTube
1 / 3
Теория Резонанса
Резонансные структуры, часть I
Мезомерный эффект (эффект сопряжения). Часть 1.
Субтитры
Нарисуем молекулу бензола. И подумаем, какие интересные для нас процессы происходят в этой молекуле. Итак, бензол. В цикле шесть атомов углерода. Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой углероды в цикле. Что делает бензол таким особенным? Что отличает его от циклогексана? Конечно же, речь идет о трех двойных связях в цикле. Будем считать, что двойной связью соединены эти два углерода, между этими атомами также двойная связь, как и между этими углеродами. Водороды нарисуем только для того, чтобы помнить, что они вообще здесь есть. Нарисуем их едва заметными. Итак, сколько водородов будет присоединено к этому углероду? Один, два, три валентных электрона уже задействованы. А потому углерод связан только с один водородом. Здесь все тоже самое. Только один водород. Всего четыре валентных электрона. Здесь аналогично. Думаю, вы уже поняли систему. Всего у каждого углерода три связи с атомами углерода: две одинарные связи с двумя атомами углерода и еще одна двойная связь. Соответственно, четвертая связь образуется с водородом. Давайте я нарисую здесь все атомы водорода. Изобразим их темным цветом, чтобы они нас не отвлекали. Вот теперь мы нарисовали бензол. В будущем мы еще не раз с ним столкнемся. Но в этом видео мы рассмотрим или, по крайней мере, попытаемся рассмотреть любопытное свойство бензола, и это, конечно же, резонанс. Это свойство не конкретно бензола, это свойство многих органических молекул. Просто бензол из них, пожалуй, самый занятный. Итак, давайте поразмыслим, что такого может происходить с этой молекулой. Начнем с этого электрона. Выделим его другим цветом. Выберем для этого электрона синий. Итак, вот этот электрон. Что, если этот электрон сместится к этому углероду? У этого углерода связь не разрывается, он сохраняет электрон, который просто переместится сюда. Итак, этот электрон сместился сюда. Теперь у этого углерода появился ненужный пятый электрон. Следовательно, один электрон сместился сюда. Теперь у этого углерода пять электронов. А потому этот электрон вернется к первоначальному атому углерода, который потерял первый электрон. В итоге все атомы углерода остались при своем. Если это произойдет, то мы получим структуру, которая выглядит вот так. Нарисую двойную стрелку, так как процесс может протекать в обоих направлениях. Начнем с углеродной цепочки. Итак, первый углерод, второй, третий, четвертый, пятый и, наконец, шестой углерод. На рисунке слева двойная связь была здесь, значит теперь она сдвинулась сюда. Давайте нарисуем эту двойную связь синим цветом, чтобы подчеркнуть разницу. Теперь двойная связь здесь. Этот синий электрон сместился сюда. Этот синий электрон сместился наверх. Давайте изобразим их разными цветами, для большей наглядности. Скажем, этот электрон будет зеленым. Зеленый электрон мигрировал с этого атома углерода на этот атом углерода. Мы можем представить как это произошло. Теперь рассмотрим этот пурпурный электрон, который был у этого атома углерода, но теперь сместился и перешел к другому углероду сюда. Соответственно, двойная связь также сместилась, на что нам указывает эта стрелка. Осталось рассмотреть синий электрон. Этот синий электрон смещается к первому углероду. А двойная связь, в свою очередь, смещается сюда. Естественно, мы получили две очень и очень схожих молекулы. На самом деле это та же молекула, только перевернутая. Нас больше должно интересовать то, что эти двойные связи постепенно перемещаются то туда, то обратно, образуя то эту структуру, то эту. И они делают это все время. Двойные связи постоянно двигаются. И реальность бензола такова, что ни одна из этих структур не отображает то, что происходит в действительности. Бензол находится в неком переходном состоянии. Реальная структура бензола выглядит скорее вот так. Я сейчас не буду рисовать углероды и водороды. Давайте, разве что, нарисуем водороды вот здесь, раз уж я начал их изображать на первом рисунке. Итак, водороды рисуем здесь. Не забываем о них. Хотя наличие этих водородов всегда подразумевается. Закончили с водородами. Повторюсь, на примере этого кольца мы можем не рисовать углероды и водороды, поскольку они подразумеваются. Итак, реальная структура бензола находится между этой и этой. И в действительности, между каждым углеродом будет по половине двойной связи. То есть на самом деле, структура выглядит как-то так. Здесь будет половина двойной связи, здесь половина двойной связи, здесь половина двойной связи, здесь тоже самое и здесь половина двойной связи. Почти закончили. И вот тут половина двойной связи. В действительности, в молекуле бензола электроны постоянно перемещаются по всему кольцу. И я не имею ввиду переход от одной структуры к другой. Настоящая структура, энергия которой минимальна, представлена вот здесь. Итак, эти структуры Льюиса, хотя, правильнее было бы назвать их каноническими структурами, потому что я нарисовал не все электроны. Мы часто рисуем бензол подобным образом, когда, например, рассматриваем механизм. Но важно понимать, что в результате резонанса этих двух структур, мы получаем переходную структуру, которая и соответствует действительности. Подобное происходит не только с бензолом. Можно привести большое количество примеров. Но мы разберем еще один, чтобы набить руку. Возьмем карбонат-ион. Довольно яркий пример для демонстрации резонансных структур. Итак, карбонат-ион. Углерод соединен двойной связью с одним из атомов кислорода и двумя одинарными связями с другими атомами кислорода. И у этих двух кислородов есть дополнительные электроны. У этого атома кислорода будет один, два, три, четыре пять, шесть валентных… На самом деле, конечно же, семь валентных электронов. Давайте еще раз. Один, два, три, четыре, пять, шесть, семь валентных электронов. И один дополнительный электрон приводит к возникновению отрицательного заряда. Тоже самое справедливо для этого атома. У него один, два, три, четыре, пять, шесть, семь валентных электронов. Один лишний. Значит будет отрицательный заряд. Давайте присмотримся повнимательнее к этой резонансной структуре или же канонической структуре. Как мы уже заметили, этот кислород нейтральный. И у него шесть валентных электронов. Один, два, три, четыре, пять, шесть. Представим себе, что один из этих электронов перейдет к углероду, в результате чего углерод передаст свой электрон верхнему кислороду. Итак, мы можем вообразить ситуацию, в которой этот электрон сместится вот сюда к углероду. И когда углерод получит еще один электрон, то одновременно с этим, атом углерода передаст свой электрон верхнему кислороду, вот сюда. Как изменится структура, если произойдет такой процесс? Итак, если электроны переместятся подобным образом, то вот, что мы увидим. Начнем с углерода. Теперь у углерода здесь только одинарная связь. Здесь рисуем кислород. У кислорода шесть валентных электронов. Один, два, три, четыре, пять, шесть электронов. Но теперь у него появился еще один, вот этот синий. Итак, поскольку у кислорода теперь появился дополнительный седьмой электрон, мы рисуем у кислорода отрицательный заряд. Вот этот кислород, который отдал свой электрон углероду, образует с атомом углерода двойную связь. Нарисуем новую связь вот таким цветом. Итак, двойная связь углерода с этим кислородом внизу. Один электрон кислород отдал, так что у него теперь шесть валентных электронов. Один, два, три, четыре, пять, шесть. И теперь заряд у кислорода нейтральный. С этим кислородом слева ничего не произошло. Поэтому просто скопируем и вставим его. Сначала копируем, а теперь вставляем. Этот кислород остается здесь. Представим ситуацию, при которой вот этот кислород с дополнительным электроном, который, в свою очередь, мог прийти от другого кислорода сверху, будет отдавать свой дополнительный электрон атому углерода. И тогда углерод разорвет двойную связь с другим кислородом. В данном случае вот с этим. Давайте я нарисую это. Возможно ситуация, в которой этот электрон перейдет к углероду… Сформируется двойная связь. И затем углерод отдаст один из своих электронов. Вот этот электрон вернется обратно к кислороду. Что же получится? Если это произойдет, конечная структура будет выглядеть вот так. Начнем с углерода, связанного одинарной связью с кислородом, у которого один, два, три, четыре, пять, шесть, семь валентных электронов. Здесь все по-прежнему. Вы можете назвать это резонансной реакцией, а можете назвать иначе. Здесь по-прежнему отрицательный заряд. Перейдем к этому кислороду. Он вернул себе электрон. И теперь у него опять семь валентных электронов. Один, два, три, четыре, пять, шесть, семь валентных электронов снова. Давайте обозначим тот электрон, который вернулся к кислороду. Сделаем его фиолетовым. И теперь у кислорода отрицательный заряд. Этот кислород, в свою очередь, отдал электрон углероду. И он сформировал новую двойную связь. Вот двойная связь этого кислорода с углеродом. Один электрон кислород отдал, поэтому у него теперь один, два, три, четыре, пять, шесть валентных электронов и нейтральный заряд. Все эти структуры переходят друг в друга. Мы даже можем получить из этой эту структуру. Начав с одной из этих структур, мы можем получить любую другую. Именно это в карбонат-ионе и происходит. Давайте я запишу, что это карбонат-ион. Итак, реальная его структура представляет из себя нечто среднее между этими тремя. Структура карбонат-ион в действительности выглядит вот так. Здесь углерод, связанный с тремя кислородами. Между каждым из трех кислородов и углеродом рисуем связь. И затем еще каждая связь C-O будет иметь на одну треть характер двойной связи. Одна треть связи. Не совсем привычная запись, но максимально приближенная к реальности. Треть всего времени электрон будет находиться здесь. Оставшиеся две трети времени атомы кислорода поровну будут владеть этим электроном. Считается, что у каждого кислорода заряд −2/3. Обычно, конечно же, рисуют одну из этих структур, потому что целыми числами оперировать удобно. Но в действительности карбонат-ионы подвержены резонансу. Электроны, на самом деле, постоянно перемещаются от одной С-О связи к другой. Это и делает молекулу более стабильной. Энергия этой структуры меньше энергии любой из тех, что приведены выше. Тоже самое справедливо и для бензола. Энергия вот этой переходной структуры ниже энергии любой из этих, и потому такая форма бензола стабильнее тех, что нарисованы выше. Subtitles by the Amara.org community
История
Идея резонанса был введена в квантовую механику Вернером Гейзенбергом в 1926 году при обсуждении квантовых состояний атома гелия . Он сравнил структуру атома гелия с классической системой резонирующего гармонического осциллятора .
Модель Гейзенберга была применена Лайнусом Полингом (1928 год) к описанию электронной структуры молекулярных структур. В рамках метода валентных схем Полинг успешно объяснил геометрию и физико-химические свойства целого ряда молекул через механизм делокализации электронной плотности π-связей.
Сходные идеи для описания электронной структуры ароматических соединений были предложены Кристофером Ингольдом . В 1926-1934 годах Ингольд заложил основы физической органической химии, развив альтернативную теорию электронных смещений (теорию мезомерии), призванную объяснить структуру молекул сложных органических соединений, не укладывающуюся в обычные валентные представления. Предложенный Ингольдом для обозначения явления делокализации электронной плотности термин «мезомеризм » (1938), используется преиущественно в немецкой и французской литературе, а английской и русской преобладает «резонанс ». Представления Ингольда о мезомерном эффекте стали важной составной частью теории резонанса. Благодаря немецкому химику Фрицу Арндту были введены, ставшие общепринятыми обозначения мезомерных структур при помощи двунаправленных стрелок.
СССР 40-50 гг.
В послевоенном СССР теория резонанса стала объектом гонения в рамках идеологических кампаний и была объявлена «идеалистической», чуждой диалектическому материализму - и поэтому неприемлемой для использования в науке и образовании:
«Теория резонанса», будучи идеалистической и агностической, противостоит материалистической теории Бутлерова, как несовместимая и непримиримая с ней;… сторонники «теории резонанса» игнорировали её и извращали её существо. «Теория резонанса», будучи насквозь механистической. отрицает качественные, специфические особенности органического вещества и совершенно ложно пытается сводить закономерности органической химии к закономерностям квантовой механики…
…Мезомерийно-резонансная теория в органической химии представляет собою такое же проявление общей реакционной идеологии, как и вейсманизм-морганизм в биологии, как и современный «физический» идеализм, с которыми она тесно связана.
Хотя гонения на теорию резонанса иногда называют «лысенковщиной в химии», история этих гонений имеет ряд отличий от гонений на генетику в биологии . Как отмечает Лорен Грэхэм : «Химики сумели отразить эту серьёзную атаку. Модификации теории носили скорее терминологический характер». В 50-х гг. химики, не опровергая критики теории резонанса, развивали аналогичные теоретические (в том числе - квантовохимические) построения, используя термин «
