Differenza tra coniugazione e risonanza

Coniugazione vs risonanza
 

Coniugazione e risonanza sono due importanti fenomeni nella comprensione del comportamento delle molecole.

Cos'è la coniugazione?

In una molecola quando c'è un alternanza di legami singoli e multipli presenti, diciamo che il sistema è coniugato. Ad esempio, la molecola del benzene è un sistema coniugato. In un legame multiplo, vi è un legame sigma e uno o due stagni pi. I legami Pi sono costituiti da orbitali p sovrapposti. Gli elettroni nei p orbitali si trovano perpendicolarmente al piano della molecola. Quindi quando ci sono pi legami in legami alternati, tutti gli elettroni vengono delocalizzati in tutto il sistema coniugato. In altre parole, la chiamiamo nuvola di elettroni. Poiché gli elettroni sono delocalizzati, appartengono a tutti gli atomi del sistema coniugato, ma non per un solo atomo. Ciò riduce l'energia complessiva del sistema e aumenta la stabilità. Non solo, i legami pi, ma anche coppie di elettroni solitari, radicali o ioni di carbenio possono prendere parte alla creazione di un sistema coniugato. In questi casi, ci sono orbitali p non legati con due elettroni, un elettrone o nessun elettrone presente. Esistono sistemi coniugati lineari e ciclici. Alcuni sono limitati a una sola molecola. Quando ci sono strutture polimeriche più grandi, possono esserci sistemi coniugati molto grandi. La presenza di coniugazione consente alle molecole di agire come cromofori. I cromofori possono assorbire la luce; pertanto, il composto sarà colorato.

Cos'è la risonanza?

Quando scriviamo strutture di Lewis, mostriamo solo elettroni di valenza. Facendo condividere gli atomi o trasferendo gli elettroni, proviamo a dare ad ogni atomo la configurazione elettronica del gas nobile. Tuttavia, in questo tentativo, possiamo imporre una posizione artificiale sugli elettroni. Di conseguenza, più di una struttura di Lewis equivalente può essere scritta per molte molecole e ioni. Le strutture scritte cambiando la posizione degli elettroni sono conosciute come strutture di risonanza. Queste sono strutture che esistono solo in teoria. Le strutture di risonanza indicano due fatti sulla struttura.

• Nessuna delle strutture di risonanza sarà la rappresentazione corretta della molecola attuale. E nessuno assomiglierà completamente alle proprietà chimiche e fisiche della molecola attuale.

•  La molecola effettiva o lo ione sarà meglio rappresentata da un ibrido di tutte le strutture di risonanza.

Le strutture di risonanza sono mostrate con la freccia ↔. Di seguito sono riportate le strutture di risonanza dello ione carbonato (CO₃^2-).

Studi a raggi X hanno dimostrato che la molecola reale si trova tra queste risonanze. Secondo gli studi, tutti i legami carbonio-ossigeno sono di uguale lunghezza nello ione carbonato. Tuttavia, secondo le strutture di cui sopra, possiamo vedere un doppio legame e due singoli legami. Pertanto, se queste strutture di risonanza si verificano separatamente, idealmente dovrebbero esserci lunghezze di legame differenti nello ione. Le stesse lunghezze di legame indicano che nessuna di queste strutture è effettivamente presente in natura, piuttosto esiste un ibrido di questo.