9.10
Większość cząsteczek i jonów można przedstawić za pomocą unikalnych struktur Lewisa. Jednak pewne związki mogą być pokazane przez wiele, równie ważnych struktur Lewisa.
Rozważ strukturę Lewisa dla trójtlenku siarki. Pojedyncze wiązania między każdym tlenem a centralnymi atomami siarki spełniają oktet dla atomów tlenu. Jednak, aby osiągnąć pełny oktet siarki, musi zostać utworzone dodatkowe wiązanie między siarką a jednym z atomów tlenu. Ponieważ każdy z trzech tlenów może tworzyć podwójne wiązanie z siarką, można narysować trzy różne struktury Lewisa.
Te liczne struktury Lewisa nazywane są strukturami rezonansowymi, w których struktury szkieletowe pozostają takie same, ale elektrony są inaczej rozmieszczone.
Wszystkie trzy struktury są prawomocnymi i równoważnymi reprezentacjami cząsteczki, ale wszystkie nie istnieją w naturze. Rzeczywista struktura nie oscyluje między strukturami rezonansowymi, ale jest hybrydą lub średnią z trzech struktur Lewisa, które można zmierzyć w długościach wiązań.
W siarczynie długość pojedynczego wiązania siarka-tlen wynosi 1,51 angstrema, podczas gdy w trójtlenku siarki długość wiązania siarka-tlen wynosi 1,42 angstrema. Tak więc w cząsteczce hybrydowej długość wiązania jest pośrednia między wiązaniami pojedynczymi i podwójnymi.
W cząsteczkach hybrydowych elektrony uczestniczące w wiązaniach podwójnych lub samotnych parach są często zdelokalizowane na wielu wiązaniach lub atomach, co oznacza, że nie są nieruchome na jednym konkretnym atomie. Delokalizacja zmniejsza energię potencjalną elektronów, powodując stabilizację zwaną stabilizacją rezonansową.
Rezonans obserwuje się również w przypadku związków aromatycznych, takich jak benzen. Benzen jest sześciokątnym pierścieniem węglowym z jednym wodorem związanym z każdym z atomów węgla oraz naprzemiennymi pojedynczymi i podwójnymi wiązaniami między atomami węgla. W oparciu o lokalizację podwójnych wiązań węgiel-węgiel, benzen może mieć dwie struktury rezonansowe.
Przypomnijmy, że wiązania podwójne są zwykle krótsze niż wiązania pojedyncze. Jednak wszystkie wiązania węgiel-węgiel w benzenie mają równe długości wiązań, które są pośrednie między pojedynczymi i podwójnymi wiązaniami węgiel-węgiel.
W związku z tym benzen istnieje jako hybryda rezonansowa i może być reprezentowany jako sześciokąt z okręgiem w środku. Okrąg wskazuje, że benzen jest mieszanką dwóch struktur rezonansowych, a wiązania podwójne nie mogą być zlokalizowane w żadnych dwóch konkretnych atomach węgla.
Strukturę Lewisa anionu azotynowego (NO2−) można w rzeczywistości narysować na dwa różne sposoby, z rozróżnieniem lokalizacji wiązań NO i N=O.
Jeśli j…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.