צימוד לעומת תהודה
צימוד ותהודה הן שתי תופעות חשובות בהבנת ההתנהגות של מולקולות.
מהו צימוד?
במולקולה כאשר קיימים קשרים בודדים ומספריים לסירוגין, אנו אומרים שהמערכת מצומדת. לדוגמה, מולקולת בנזן היא מערכת מצומדת. בקשר מרובה, יש קשר סיגמא אחד ובריכות פי אחת או שתיים. קשרי Pi מורכבים על ידי אורביטלי p חופפים. האלקטרונים באורביטלים p ממוקמים בניצב למישור המולקולה. אז כשיש קשרי פי בקשרים מתחלפים, כל האלקטרונים מובטלים בכל המערכת המצומדת.במילים אחרות, אנו קוראים לזה ענן אלקטרונים. כיוון שהאלקטרונים מחולקים, הם שייכים לכל האטומים במערכת המצומדת, אך לא לאטום אחד בלבד. זה מוריד את האנרגיה הכוללת של המערכת ומגביר את היציבות. לא רק קשרי ה-pi, אלא גם זוגות אלקטרונים בודדים, רדיקלים או יוני קרבניום יכולים לקחת חלק ביצירת מערכת מצומדת. במקרים אלה, ישנם אורביטלים p שאינם קשורים עם שני אלקטרונים, אלקטרון אחד או ללא אלקטרונים. ישנן מערכות מצומדות ליניאריות ומחזוריות. חלקם מוגבלים למולקולה אחת בלבד. כאשר יש מבנים פולימריים גדולים יותר, יכולות להיות מערכות מצומדות גדולות מאוד. נוכחות של צימוד מאפשרת למולקולות לפעול ככרומופורים. כרומופורים יכולים לספוג אור; לכן, המתחם יהיה צבעוני.
מה זה תהודה?
כשכותבים מבני לואיס, אנו מציגים רק אלקטרונים ערכיים. בכך שהאטומים חולקים או מעבירים אלקטרונים, אנו מנסים לתת לכל אטום את התצורה האלקטרונית של הגז האציל.עם זאת, בניסיון זה, אנו עשויים לכפות מיקום מלאכותי על האלקטרונים. כתוצאה מכך, ניתן לכתוב יותר ממבני לואיס שווה ערך אחד עבור מולקולות ויונים רבים. המבנים שנכתבו על ידי שינוי מיקום האלקטרונים ידועים כמבני תהודה. אלו מבנים שקיימים רק בתיאוריה. מבני התהודה מציינים שתי עובדות לגבי המבנה.
• אף אחד ממבני התהודה לא יהיה הייצוג הנכון של המולקולה בפועל. ואף אחד לא ידמה לחלוטין לתכונות הכימיות והפיזיקליות של המולקולה האמיתית.
• המולקולה בפועל או היון יוצגו בצורה הטובה ביותר על ידי הכלאה של כל מבני התהודה.
מבני התהודה מוצגים עם החץ ↔. להלן מבני התהודה של יון קרבונט (CO32-).
מחקרי רנטגן הראו שהמולקולה האמיתית נמצאת בין התהודות הללו. לפי המחקרים, כל קשרי הפחמן-חמצן הם באורך שווה ביון קרבונט. עם זאת, על פי המבנים לעיל, אנו יכולים לראות קשר כפול אחד ושני קשרים בודדים. לכן, אם מבני תהודה אלה מתרחשים בנפרד, באופן אידיאלי צריכים להיות אורכי קשר שונים ביון. אותם אורכי קשר מצביעים על כך שאף אחד מהמבנים הללו לא קיים בטבע, אלא קיים הכלאה של זה.
מה ההבדל בין צימוד לתהודה?
• תהודה וצימוד קשורים זה בזה. אם יש צימוד במולקולה, נוכל לצייר אליה מבני תהודה על ידי החלפת קשרי ה-pi. מכיוון שהאלקטרונים של ה-P'י מובטלים בכל המערכת המצומדת, כל מבני התהודה תקפים עבור מולקולה כזו.
• תהודה מאפשרת למערכת מצומדת לבטל מיקום אלקטרונים.
