1.9 :  ומבנים היברידיים

לפי תורת ה, אם ניתן לכתוב שני מבנים או יותר של לואיס עם אותו סידור של אטומים עבור מולקולה, יון או רדיקל, ההתפלגות בפועל של אלקטרונים היא ממוצע של זה שמוצג על ידי מבני לואיס השונים.

מבני ו היברידי

ניתן לצייר את מבנה לואיס של אניון ניטריט (NO ₂ ^- ) בשתי דרכים שונות, המובחן על ידי מיקומי הקשרים N–O ו-N=O.

אם יוני ניטריט מכילים קשר יחיד וכפול, שני אורכי הקשר צפויים להיות שונים. קשר כפול בין שני אטומים קצר יותר (וחזק יותר) מקשר בודד בין אותם שני אטומים. עם זאת, ניסויים מראים שלשני קשרי ה-N–O ב-NO ₂ ^- יש חוזק ואורך זהים, והם זהים בכל שאר המאפיינים. לא ניתן לכתוב מבנה לואיס בודד עבור NO ₂ ^- שבו לחנקן יש אוקטט, ושני הקשרים שווים.

במקום זאת, נעשה שימוש במושג רזוננס: ההתפלגות בפועל של אלקטרונים בכל אחד מקשרי החנקן-חמצן ב-NO ₂ ^- היא הממוצע של קשר כפול וקשר יחיד.

המבנים הבודדים של לואיס נקראים מבני רזוננס. המבנה האלקטרוני האמיתי של המולקולה (הממוצע של צורות הרזוננס) נקרא רזוננס היברידי של צורות הרזוננס הבודדות. חץ דו-ראשי בין מבני לואיס מצביע על כך שהם צורות רזוננס.

האניון הקרבונט, CO ₃ ^{, מספק דוגמה שנייה לרזוננס.}

• לאטום חמצן אחד חייב להיות קשר כפול לפחמן כדי להשלים את האוקטט באטום המרכזי.
• כל אטומי החמצן, לעומת זאת, שווים, והקשר הכפול יכול להיווצר מכל אחד משלושת האטומים. זה גורם לשלוש צורות רזוננס של יון הקרבונט.
• מכיוון שניתן לכתוב שלושה מבני רזוננס זהים, ידוע שסידור האלקטרונים בפועל ביון הקרבונט הוא הממוצע של שלושת המבנים.
• שוב, ניסויים מראים שכל שלושת קשרי ה-C–O זהים לחלוטין.

מולקולה המתוארת כבעלת רזוננס היברידי לעולם אינה מחזיקה במבנה אלקטרוני המתואר בשתי צורות הרזוננס. זה לא משתנה בין צורות רזוננס; במקום זאת, המבנה האלקטרוני בפועל הוא תמיד הממוצע של זה שמוצג על ידי כל צורות הרזוננס.

הטקסט הזה מותאם מ href="https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/7-4-formal-charges-and-resonance"> Openstax, Chemistry 2e, Chapter 7.4 Formal Charges and Resonance .