9.10
Большинство молекул и ионов можно представить с помощью уникальных структур Льюиса. Однако некоторые соединения могут быть представлены множеством одинаково достоверных структур Льюиса. Рассмотрим структуру Льюиса для триоксида серы.
Одинарные связи между каждым кислородом и центральными атомами серы удовлетворяют октету для атомов кислорода. Однако для достижения полного октета атомом серы необходима дополнительная связь между серой и одним из атомов кислорода. Поскольку любой из трех атомов кислорода может образовывать двойную связь с серой, можно выделить три различные структуры Льюиса.
Эти множественные структуры Льюиса называются резонансными структурами, в которых скелетные структуры остаются неизменными, но электроны распределяются по-разному. Все три структуры являются достоверными и эквивалентными представлениями молекулы, но все они не существуют в природе. Фактическая структура не колеблется между резонансными структурами, а является гибридом или средним значением трех структур Льюиса, которые можно измерить в длинах связей.
В сульфите длина одинарной связи сера-кислород составляет 1, 51 ангстрема, в то время как в триоксиде серы длина связи сера-кислород составляет 1, 42 ангстрема. Таким образом, в гибридной молекуле длина связи является промежуточной между одинарной и двойной связями. В гибридных молекулах электроны, участвующие в образовании двойных связей или входящие в неподеленные пары, часто делокализованы по нескольким связям или атомам, что означает, что они не зафиксированы на одном конкретном атоме.
Делокализация снижает потенциальную энергию электронов, что приводит к стабилизации, называемой резонансной стабилизацией. Резонанс наблюдается также для ароматических соединений, таких как бензол. Бензол представляет собой шестичленное углеродное кольцо с одним водородом, связанным с каждым из атомов углерода, и чередующимися одинарными и двойными связями между атомами углерода.
В зависимости от расположения двойных связей углерод-углерод бензол может иметь две резонансные структуры. Напомним, что двойные связи обычно короче одинарных. Однако все углерод-углеродные связи в бензоле имеют одинаковую длину, которая занимает промежуточное положение между углерод-углеродными одинарными и двойными связями.
Бензол, следовательно, существует как резонансный гибрид и может быть представлен в виде шестиугольника с кругом внутри. Круг указывает, что бензол представляет собой смесь двух резонансных структур, и двойные связи не могут быть локализованы на каких-либо двух конкретных атомах углерода.
Структура Льюиса нитрит аниона (NО2) может быть начерчена двумя различными способами, отличаемыми расположением связей N-O и N=O.
Если ионы нитритов д…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.