Rezonans (Kimya) Nedir, Ne Demek, Tanımı Tarihi Hakkında Bilgi

Kimyada rezonans, bazı moleküllerde veya iyonlarda, çeşitli katkıda bulunan yapıların (veya formlar, ayrıca farklı olarak rezonans yapıları veya kanonik yapılar olarak da bilinir), rezonans hibritinde (veya hibrit yapı olarak) valence olarak birleştirilmesini tarif etmenin bir yolu bağ teorisi. Bağlamanın bir tek Lewis yapısı ile ifade edilemeyeceği belirli moleküller veya poliamerik iyonlar içindeki delokalize elektronları tarif etmek için özel bir değeri vardır.
Genel Bakış
Değerlik bağ teorisi çerçevesinde rezonans, bir kimyasal türdeki bağın Lewis yapısıyla tanımlanabileceği fikrinin bir uzantısıdır. Pek çok kimyasal tür için, oktet kuralına uyan, muhtemelen biçimsel yükleri taşıyan ve pozitif tamsayı düzenine sahip bağlarla bağlı olan atomlardan oluşan tek bir Lewis yapısı, kimyasal bağları tanımlamak ve bağ uzunlukları, açıları gibi deneysel olarak belirlenmiş moleküler özellikleri rasyonelleştirmek için yeterlidir. ve dipol momenti.  Bununla birlikte, bazı durumlarda birden fazla Lewis yapısı çizilebilir ve deneysel özellikler herhangi bir yapıyla tutarsızdır. Bu tip bir durumu ele almak için, katkıda bulunan birkaç yapının ortalama olarak bir arada olduğu kabul edilir ve molekülün, birkaç Lewis yapısının gerçek yapısını tanımlamak için topluca kullanıldığı bir rezonans hibriti ile temsil edildiği söylenir.
 
Örneğin, NO2– ‘de nitrit anyonunda, iki N-O bağ uzunluğu aynıdır, ancak hiçbir Lewis yapısı aynı formal bağ sırasına sahip iki N-O bağına sahip olmasa da eşittir. Bununla birlikte, ölçülen yapısı yukarıda gösterilen iki ana katkıda bulunan yapının rezonans melezi olarak yapılan bir açıklama ile tutarlıdır: tipik olarak bir N – 0 tekli bağ arasında orta uzunlukta olan (125 pm. hidroksilamin, H2N-OH) ve N = 0 çift bağ (nitronyum iyonunda 115 pm, [0 = N = 0] +). Katkıda bulunan yapılara göre, her bir N = O bağı, 1.5’lik gerçek bir bağ sırasına yol açan, resmi bir tek ve resmi çift bağın ortalamasıdır. Bu ortalama nedeniyle, NO2 – ‘deki bağın Lewis açıklaması, anyonun eşdeğer N-O bağlarına sahip olduğu deneysel gerçeğiyle bağdaştırılır.
Rezonans melezi, gerçek molekülü katkıda bulunan yapıların “ortalaması” olarak temsil eder, bağ uzunlukları ve katkı yapanların ayrı ayrı Lewis yapıları için beklenenlere kıyasla ara değerleri alarak kısmi yükler oluştururlar. Katkıda bulunan yapılar, elektronların atomlara biçimsel dağılımında farklılık gösterir, fiziksel ve kimyasal olarak anlamlı elektron veya sıkma yoğunluklarında değil. Katkıda bulunan yapılar resmi tahvil düzenlerinde ve resmi ücret tahsislerinde farklılık gösterebilirken, katkıda bulunan tüm yapıların aynı sayıda değerlik elektronuna ve aynı sıkma çokluğuna sahip olması gerekir.
 
Elektron uzaklaştırma bir sistemin potansiyel enerjisini düşürdüğü için, bir rezonans melezi ile temsil edilen herhangi bir tür (varsayımsal) katkıda bulunan yapılardan daha kararlıdır. Potansiyel enerjideki gerçek türler ile katkıda bulunan yapının en düşük potansiyel enerjili (hesaplanan) enerji arasındaki farka rezonans enerjisi veya yerinden çıkarma enerjisi denir. Rezonans enerjisinin büyüklüğü, varsayımsal “stabilize edilmemiş” türler hakkında yapılan varsayımlara ve kullanılan hesaplama yöntemlerine dayanır ve benzer varsayımlar ve koşullar altında hesaplanan rezonans enerjilerinin karşılaştırılması kimyasal olarak anlamlı olsa da ölçülebilir bir fiziksel niceliği temsil etmez.
Doğrusal polienler ve poliromatik bileşikler gibi genişletilmiş bir π sistemine sahip olan moleküller, rezonans hibritleri ile ve ayrıca moleküler orbital teorisinde delokalize edilmiş orbitaller ile iyi tarif edilmiştir.

Tarihi
Konsept ilk olarak 1899’da Johannes Thiele’nin “Kısmi Değerlik Hipotezi” nde ortaya çıktı ve benzenin sıradışı kararlılığını açıklamak için Ağustos Kekulé’nin 1865’te önerilen tek ve çift bağlarla teklif edilen yapısından beklenmeyeceğini açıkladı. Benzen, alkenler için tipik olarak ilave reaksiyonlardan ziyade ikame reaksiyonlarına girer. Benzen içindeki karbon-karbon bağının, tek ve çift bağın bir ara maddesi olduğunu öne sürdü.
 
Rezonans önerisi ayrıca benzen türevlerinin izomerlerinin sayısını açıklamaya yardımcı olmuştur. Örneğin, Kekul’ün yapısı, tek bir veya bir çift bağ ile birleştirilen bromlanmış karbon atomlarına sahip iki orto izomeri içeren dört dibromobenzen izomerini öngörecektir. Gerçekte sadece üç dibromobenzen izomeri vardır ve sadece biri, tek ve bir çift bağ arasında ara, sadece bir tür karbon-karbon bağı olduğu fikrine uygun olarak ortodur.
 
Rezonans mekanizması, 1926’da Werner Heisenberg tarafından helyum atomunun kuantum durumlarının bir tartışmasında kuantum mekaniğine getirildi. Helyum atomunun yapısını, klasik rezonanse bağlanmış harmonik osilatörler sistemi ile karşılaştırdı. Klasik sistemde, kaplin, biri bağlanmamış titreşimlerden birinden daha düşük frekansta olan iki mod üretmektedir; mekanik olarak kuantum, bu düşük frekans düşük bir enerji olarak yorumlanır. Linus Pauling, 1928’deki moleküllerin kısmi değerini açıklamak için bu mekanizmayı kullandı ve 1931-33’te bir dizi bildiriyle daha da geliştirdi. Aynı anlamı taşıyan Alman ve Fransız yayınlarda popüler olan alternatif mezomerizm, 1938’de C. K. Ingold tarafından tanıtılmış, ancak İngiliz edebiyatında yer almamıştır. Mevcut mesomerik etki kavramı, ilişkili ancak farklı bir anlam kazanmıştır. Çift başlı ok, Alman cümle zwischenstufe veya ara aşamayı tercih eden Alman kimyager Fritz Arndt tarafından tanıtıldı.
 
Sovyetler Birliği’nde, özellikle Pauling tarafından geliştirilen rezonans teorisi, 1950’lerin başında Marksist diyalektik materyalizmin ilkelerine aykırı olduğu için saldırıya uğradı ve 1951 Haziran’ında Alexander Nesmeyanov önderliğinde bir konferans düzenledi. Organik rezonans teorisinin sahte-bilimsel özünün açığa çıkarıldığı ve maskelenmediği 400 fizikçi, kimyager ve filozofun katıldığı organik bileşiklerin kimyasal yapısı.
 

Sitede Ara