केमिस्ट्री में अनुनाद किसे कहते हैं - kemistree mein anunaad kise kahate hain

में रसायन शास्त्र , गूंज , भी कहा जाता है mesomerism , कई के संयोजन से कुछ अणुओं या आयनों में संबंध का वर्णन करने का एक तरीका है योगदान संरचनाओं (या रूपों , [1] भी विविध रूप के रूप में जाना गूंज संरचनाओं या विहित संरचनाओं ) एक में गूंज संकर (या संकर संरचना ) संयोजकता बंधन सिद्धांत में । कुछ अणुओं या पॉलीएटोमिक आयनों के भीतर डेलोकाइज्ड इलेक्ट्रॉनों का वर्णन करने के लिए इसका विशेष मूल्य है जहां बंधन को एक एकल द्वारा व्यक्त नहीं किया जा सकता हैलुईस संरचना ।

संयोजकता बंधन सिद्धांत के ढांचे के तहत , अनुनाद इस विचार का एक विस्तार है कि एक रासायनिक प्रजाति में बंधन को लुईस संरचना द्वारा वर्णित किया जा सकता है। कई रासायनिक प्रजातियों के लिए, एक एकल लुईस संरचना, जिसमें ऑक्टेट नियम का पालन करने वाले परमाणु होते हैं , संभवतः औपचारिक शुल्क वहन करते हैं , और सकारात्मक पूर्णांक क्रम के बांडों से जुड़े होते हैं, रासायनिक बंधन का वर्णन करने और बांड की लंबाई, कोण जैसे प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित आणविक गुणों को युक्तिसंगत बनाने के लिए पर्याप्त है। , और द्विध्रुवीय क्षण। [२] हालांकि, कुछ मामलों में, एक से अधिक लुईस संरचना तैयार की जा सकती है, और प्रयोगात्मक गुण किसी एक संरचना के साथ असंगत हैं। इस प्रकार की स्थिति को संबोधित करने के लिए, कई योगदान संरचनाओं को एक साथ औसत माना जाता है, और अणु को एक अनुनाद संकर द्वारा दर्शाया जाता है जिसमें कई लुईस संरचनाओं को सामूहिक रूप से इसकी वास्तविक संरचना का वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

नाइट्राइट आयन की प्रायोगिक ज्यामिति, NO 2 - , दाईं ओर दिखाई गई है, इसकी संरचना को दो प्रमुख और समान रूप से महत्वपूर्ण योगदान रूपों से मिलकर एक अनुनाद संकर के रूप में वर्णित करके सबसे अच्छी तरह से युक्तिसंगत बनाया गया है।

उदाहरण के लिए, कोई में 2 - , नाइट्राइट ऋणायन, दो नहीं बंधन लंबाई बराबर हैं, भले ही कोई भी लुईस संरचना एक ही औपचारिक के साथ दो नहीं बांड है बंधन आदेश । हालांकि, इसकी मापी गई संरचना ऊपर दिखाए गए दो प्रमुख योगदान संरचनाओं के अनुनाद संकर के रूप में विवरण के अनुरूप है: इसमें 125 बजे के दो बराबर एन-ओ बॉन्ड हैं, जो एक विशिष्ट एन-ओ सिंगल बॉन्ड के बीच की लंबाई में मध्यवर्ती है (१४५ बजे में हाइड्रॉक्सिलमाइन , एच 2 एन-ओएच) और एन-ओ डबल बॉन्ड ( नाइट्रोनियम आयन में 115 बजे , [ओ = एन = ओ] + )। योगदान करने वाली संरचनाओं के अनुसार, प्रत्येक एन-ओ बांड औपचारिक एकल और औपचारिक डबल बांड का औसत है, जो 1.5 के सच्चे बांड ऑर्डर की ओर जाता है। इस औसत के आधार पर, सं में संबंध का लुईस विवरण 2 - प्रयोगात्मक तथ्य यह है कि ऋणायन बराबर नहीं बांड है के साथ मेल मिलाप कर रहा है।

अनुनाद संकर वास्तविक अणु को योगदान देने वाली संरचनाओं के "औसत" के रूप में दर्शाता है, बांड की लंबाई और आंशिक शुल्क के साथ मध्यवर्ती मूल्यों पर योगदानकर्ताओं की व्यक्तिगत लुईस संरचनाओं के लिए अपेक्षित लोगों की तुलना में, क्या वे "वास्तविक" रासायनिक संस्थाओं के रूप में मौजूद थे . [३] योगदान देने वाली संरचनाएं केवल परमाणुओं के लिए इलेक्ट्रॉनों के औपचारिक विभाजन में भिन्न होती हैं , न कि वास्तविक भौतिक और रासायनिक रूप से महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉन या स्पिन घनत्व में। जबकि योगदान संरचनाएं औपचारिक बॉन्ड ऑर्डर और औपचारिक चार्ज असाइनमेंट में भिन्न हो सकती हैं , सभी योगदान संरचनाओं में समान संख्या में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों और समान स्पिन बहुलता होनी चाहिए । [४]

क्योंकि इलेक्ट्रॉन निरूपण एक प्रणाली की संभावित ऊर्जा को कम करता है, अनुनाद संकर द्वारा प्रतिनिधित्व की जाने वाली कोई भी प्रजाति किसी भी (काल्पनिक) योगदान संरचनाओं की तुलना में अधिक स्थिर होती है। [५] सबसे कम संभावित ऊर्जा के साथ वास्तविक प्रजातियों और योगदानकर्ता संरचना की (गणना) ऊर्जा के बीच संभावित ऊर्जा में अंतर को अनुनाद ऊर्जा [६] या डेलोकलाइज़ेशन ऊर्जा कहा जाता है । अनुनाद ऊर्जा का परिमाण काल्पनिक "गैर-स्थिर" प्रजातियों और उपयोग की जाने वाली कम्प्यूटेशनल विधियों के बारे में धारणाओं पर निर्भर करता है और एक मापने योग्य भौतिक मात्रा का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, हालांकि समान मान्यताओं और शर्तों के तहत गणना की गई अनुनाद ऊर्जा की तुलना रासायनिक रूप से सार्थक हो सकती है।

एक विस्तारित π प्रणाली वाले अणु जैसे रैखिक पॉलीनेस और पॉलीएरोमैटिक यौगिकों को आणविक कक्षीय सिद्धांत में अनुनाद संकर के साथ-साथ डेलोकाइज्ड ऑर्बिटल्स द्वारा अच्छी तरह से वर्णित किया गया है ।

अनुनाद बनाम समरूपता

अनुनाद को समावयवता से अलग करना है । आइसोमर्स एक ही रासायनिक सूत्र वाले अणु होते हैं लेकिन अंतरिक्ष में परमाणु नाभिक की विभिन्न व्यवस्थाओं के साथ अलग-अलग रासायनिक प्रजातियां होती हैं। दूसरी ओर, एक अणु के अनुनाद योगदानकर्ता, केवल उस तरह से भिन्न हो सकते हैं जिस तरह से इलेक्ट्रॉनों को औपचारिक रूप से अणु के लुईस संरचना चित्रण में परमाणुओं को सौंपा जाता है। विशेष रूप से, जब एक आणविक संरचना को एक अनुनाद संकर द्वारा दर्शाया जाता है, तो इसका मतलब यह नहीं है कि अणु के इलेक्ट्रॉन "प्रतिध्वनित" होते हैं या पदों के कई सेटों के बीच आगे और पीछे स्थानांतरित होते हैं, प्रत्येक एक लुईस संरचना द्वारा दर्शाया जाता है। इसके बजाय, इसका मतलब है कि योगदान संरचनाओं का सेट एक मध्यवर्ती संरचना (योगदानकर्ताओं का भारित औसत) का प्रतिनिधित्व करता है , जिसमें एकल, अच्छी तरह से परिभाषित ज्यामिति और इलेक्ट्रॉनों का वितरण होता है। रेजोनेंस हाइब्रिड्स को तेजी से इंटरकनवर्टिंग आइसोमर्स के रूप में मानना ​​गलत है, भले ही "रेजोनेंस" शब्द ऐसी छवि पैदा कर सकता है। [७] (जैसा कि नीचे वर्णित है , शब्द "रेजोनेंस" की उत्पत्ति क्वांटम यांत्रिक घटना के लिए एक शास्त्रीय भौतिकी सादृश्य के रूप में हुई है, इसलिए इसे बहुत शाब्दिक रूप से नहीं समझा जाना चाहिए।) प्रतीकात्मक रूप से, दो सिरों वाला तीर यह इंगित करने के लिए प्रयोग किया जाता है कि ए और बी एक ही रासायनिक प्रजाति के रूपों का योगदान कर रहे हैं (एक संतुलन तीर के विपरीत, उदाहरण के लिए, ; उपयोग के विवरण के लिए नीचे देखें )।

एक गैर-रासायनिक सादृश्य दृष्टांत है: कोई एक वास्तविक जानवर, नरवाल की विशेषताओं का वर्णन दो पौराणिक प्राणियों की विशेषताओं के संदर्भ में कर सकता है: गेंडा , एक प्राणी जिसके सिर पर एक ही सींग होता है, और लेविथान , एक बड़ा , व्हेल जैसा प्राणी। नरवाल एक प्राणी नहीं है जो एक गेंडा होने और एक लेविथान होने के बीच आगे-पीछे होता है, न ही गेंडा और लेविथान का सामूहिक मानव कल्पना के बाहर कोई भौतिक अस्तित्व है। फिर भी, इन काल्पनिक प्राणियों के संदर्भ में नरवाल का वर्णन करने से इसकी भौतिक विशेषताओं का एक अच्छा विवरण मिलता है।

अनुनाद शब्द के भौतिक अर्थ के साथ भ्रम के कारण , क्योंकि कोई भी संस्था वास्तव में शारीरिक रूप से "प्रतिध्वनित नहीं होती", यह सुझाव दिया गया है कि प्रतिध्वनि शब्द को डेलोकलाइज़ेशन [8] के पक्ष में छोड़ दिया जाए और अनुनाद ऊर्जा को डेलोकलाइज़ेशन ऊर्जा के पक्ष में छोड़ दिया जाए । एक अनुनाद संरचना एक योगदान संरचना बन जाती है और अनुनाद संकर संकर संरचना बन जाती है । दो सिरों वाले तीरों को संरचनाओं के एक सेट को दर्शाने के लिए अल्पविराम से बदल दिया जाएगा, क्योंकि किसी भी प्रकार के तीर शुरुआती छात्रों को सुझाव दे सकते हैं कि एक रासायनिक परिवर्तन हो रहा है।

आरेखों में प्रतिनिधित्व

आरेखों में, योगदान देने वाली संरचनाएं आमतौर पर दो सिरों वाले तीरों (↔) द्वारा अलग की जाती हैं। तीर को दाएं और बाएं ओर इशारा करते हुए संतुलन तीर (⇌) के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए । सभी संरचनाओं को एक साथ बड़े वर्ग कोष्ठक में संलग्न किया जा सकता है, यह इंगित करने के लिए कि वे एक एकल अणु या आयन को चित्रित करते हैं, रासायनिक संतुलन में विभिन्न प्रजातियों को नहीं ।

वैकल्पिक रूप से आरेखों में योगदान संरचनाओं के उपयोग के लिए, एक संकर संरचना का उपयोग किया जा सकता है। एक संकर संरचना में, पीआई बांड जो प्रतिध्वनि में शामिल होते हैं, उन्हें आमतौर पर वक्र [9] या धराशायी लाइनों के रूप में चित्रित किया जाता है , यह दर्शाता है कि ये सामान्य पूर्ण पीआई बांड के बजाय आंशिक हैं। बेंजीन और अन्य सुगंधित वलय में, डेलोकाइज्ड पाई-इलेक्ट्रॉनों को कभी-कभी एक ठोस सर्कल के रूप में चित्रित किया जाता है। [10]

यह अवधारणा पहली बार 1899 में जोहान्स थिले की "आंशिक वैलेंस हाइपोथीसिस" में बेंजीन की असामान्य स्थिरता की व्याख्या करने के लिए दिखाई दी थी, जो कि 1865 में प्रस्तावित अगस्त केकुले की संरचना से एकल और दोहरे बंधनों के साथ अपेक्षित नहीं होगी । [११] बेंजीन प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं से गुजरता है, बजाय इसके कि एल्केन्स के लिए विशिष्ट रूप से अतिरिक्त प्रतिक्रियाएं होती हैं । उन्होंने प्रस्तावित किया कि बेंजीन में कार्बन-कार्बन बंधन एकल और दोहरे बंधन का मध्यवर्ती है।

अनुनाद प्रस्ताव ने बेंजीन डेरिवेटिव के आइसोमर्स की संख्या को समझाने में भी मदद की। उदाहरण के लिए, केकुले की संरचना चार डिब्रोमोबेंजीन आइसोमर्स की भविष्यवाणी करेगी , जिसमें ब्रोमिनेटेड कार्बन परमाणुओं के साथ दो ऑर्थो आइसोमर्स शामिल हैं, जो एक या एक डबल बॉन्ड से जुड़ते हैं। वास्तव में केवल तीन डाइब्रोमोबेंजीन आइसोमर्स हैं और केवल एक ऑर्थो है, इस विचार के साथ कि केवल एक प्रकार का कार्बन-कार्बन बॉन्ड है, जो सिंगल और डबल बॉन्ड के बीच मध्यवर्ती है। [12]

हीलियम परमाणु की क्वांटम अवस्थाओं की चर्चा में 1926 में वर्नर हाइजेनबर्ग द्वारा प्रतिध्वनि के तंत्र को क्वांटम यांत्रिकी में पेश किया गया था । उन्होंने हीलियम परमाणु की संरचना की तुलना युग्मित हार्मोनिक ऑसिलेटर्स को प्रतिध्वनित करने की शास्त्रीय प्रणाली से की । [३] [१३] शास्त्रीय प्रणाली में, युग्मन दो मोड उत्पन्न करता है, जिनमें से एक अयुग्मित कंपन की तुलना में आवृत्ति में कम होता है; क्वांटम यांत्रिक रूप से, इस निम्न आवृत्ति की व्याख्या निम्न ऊर्जा के रूप में की जाती है। लिनुस पॉलिंग ने 1928 में अणुओं की आंशिक संयोजकता की व्याख्या करने के लिए इस तंत्र का उपयोग किया, और इसे 1931-1933 में कागजों की एक श्रृंखला में और विकसित किया। [१४] [१५] मेसोमेरिज्म [१६] जर्मन और फ्रेंच प्रकाशनों में समान अर्थ वाले लोकप्रिय वैकल्पिक शब्द मेसोमेरिज्म को 1938 में सीके इंगोल्ड द्वारा पेश किया गया था , लेकिन अंग्रेजी साहित्य में यह पकड़ में नहीं आया। मेसोमेरिक प्रभाव की वर्तमान अवधारणा ने एक संबंधित लेकिन अलग अर्थ लिया है। दो सिरों वाला तीर जर्मन रसायनज्ञ फ्रिट्ज अरंड्ट द्वारा पेश किया गया था, जिन्होंने जर्मन वाक्यांश zwischenstufe या मध्यवर्ती चरण को प्राथमिकता दी थी ।

सोवियत संघ में, अनुनाद सिद्धांत - विशेष रूप से पॉलिंग द्वारा विकसित - पर 1950 के दशक की शुरुआत में द्वंद्वात्मक भौतिकवाद के मार्क्सवादी सिद्धांतों के विपरीत हमला किया गया था , और जून 1951 में अलेक्जेंडर नेस्मेयानोव के नेतृत्व में सोवियत एकेडमी ऑफ साइंसेज ने एक सम्मेलन आयोजित किया था। कार्बनिक यौगिकों की रासायनिक संरचना, जिसमें 400 भौतिकविदों, रसायनज्ञों और दार्शनिकों ने भाग लिया, जहां " प्रतिध्वनि के सिद्धांत के छद्म वैज्ञानिक सार को उजागर किया गया और बेनकाब किया गया"। [17]

एक योगदान संरचना दूसरे से अधिक वास्तविक अणु के समान हो सकती है (ऊर्जा और स्थिरता के अर्थ में)। संभावित ऊर्जा के कम मूल्य वाली संरचनाएं उच्च मूल्यों वाली संरचनाओं की तुलना में अधिक स्थिर होती हैं और वास्तविक संरचना से अधिक मिलती जुलती होती हैं। सबसे स्थिर योगदान देने वाली संरचनाओं को प्रमुख योगदानकर्ता कहा जाता है । ऊर्जावान रूप से प्रतिकूल और इसलिए कम अनुकूल संरचनाएं मामूली योगदानकर्ता हैं । घटते महत्व के मोटे क्रम में सूचीबद्ध नियमों के साथ, प्रमुख योगदानकर्ता आम तौर पर संरचनाएं हैं जो

1. जितना संभव हो ऑक्टेट नियम का पालन करें (कमियों या अधिशेष होने के बजाय प्रत्येक परमाणु के चारों ओर 8 वैलेंस इलेक्ट्रॉन, या अवधि 1 तत्वों के लिए 2 इलेक्ट्रॉन );
2. सहसंयोजक बंधनों की अधिकतम संख्या है;
3. एक ले जाने के औपचारिक रूप से आरोप लगाया परमाणुओं की न्यूनतम विपरीत के लिए और कम से कम और अधिकतम क्रमश: शुल्क की तरह जुदाई के साथ,;
4. सबसे अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणुओं पर ऋणात्मक आवेश, यदि कोई हो, और सबसे अधिक विद्युत धनात्मक पर धनात्मक आवेश, यदि कोई हो, रखें;
5. आदर्श बांड लंबाई और कोणों से काफी हद तक विचलित न हों (उदाहरण के लिए, बेंजीन के लिए देवर-प्रकार के अनुनाद योगदानकर्ताओं का सापेक्ष महत्व);
6. सुगंधित पदार्थों से परहेज करते हुए स्थानीय रूप से सुगंधित अवसंरचना को बनाए रखें ( देखें क्लार सेक्सेट और बाइफेनिलीन )।

अवधि 2 तत्वों बी, बी, सी, एन, ओ, और एफ के लिए अधिकतम आठ वैलेंस इलेक्ट्रॉन सख्त हैं , जैसा कि एच और हे के लिए अधिकतम दो है और प्रभावी रूप से ली के लिए भी है। [१८] तीसरी अवधि के संयोजकता कोश के विस्तार और भारी मुख्य समूह तत्वों का मुद्दा विवादास्पद है। एक लुईस संरचना जिसमें एक केंद्रीय परमाणु की वैलेंस इलेक्ट्रॉन की संख्या आठ से अधिक होती है, पारंपरिक रूप से बंधन में डी ऑर्बिटल्स की भागीदारी का तात्पर्य है। हालांकि, आम सहमति की राय यह है कि जब वे एक मामूली योगदान दे सकते हैं, तो डी ऑर्बिटल्स की भागीदारी महत्वहीन है, और तथाकथित हाइपरवेलेंट अणुओं की बॉन्डिंग , अधिकांश भाग के लिए, चार्ज-अलग योगदान वाले रूपों द्वारा बेहतर ढंग से समझाया गया है जो तीन को दर्शाते हैं। -केंद्र चार-इलेक्ट्रॉन संबंध । फिर भी, परंपरा के अनुसार, विस्तारित ऑक्टेट संरचनाएं अभी भी आमतौर पर सल्फ़ोक्साइड , सल्फ़ोन और फॉस्फोरस यलाइड्स जैसे कार्यात्मक समूहों के लिए तैयार की जाती हैं , उदाहरण के लिए। एक औपचारिकता के रूप में माना जाता है जो आवश्यक रूप से वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक संरचना को प्रतिबिंबित नहीं करता है, ऐसे चित्रणों को आईयूपीएसी द्वारा आंशिक बांड, चार्ज पृथक्करण, या मूल बांड की संरचना पर पसंद किया जाता है । [19]

समतुल्य योगदानकर्ता वास्तविक संरचना में समान रूप से योगदान करते हैं, जबकि गैर-समतुल्य योगदानकर्ताओं का महत्व इस बात से निर्धारित होता है कि वे ऊपर सूचीबद्ध गुणों के अनुरूप हैं। महत्वपूर्ण योगदान संरचनाओं की एक बड़ी संख्या और डेलोकाइज्ड इलेक्ट्रॉनों के लिए उपलब्ध अधिक विशाल स्थान अणु के स्थिरीकरण (ऊर्जा को कम करना) की ओर ले जाता है।

सुगंधित अणु

में बेंजीन दो cyclohexatriene Kekulé संरचनाओं, पहले द्वारा प्रस्तावित Kekulé , संरचनाओं का योगदान कुल संरचना का प्रतिनिधित्व करने के रूप में एक साथ लिया जाता है। दाईं ओर संकर संरचना में, धराशायी षट्भुज तीन दोहरे बंधनों की जगह लेता है, और अणु के तल में एक नोडल विमान के साथ π समरूपता के तीन आणविक कक्षाओं के एक सेट में छह इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करता है।

में furan एक अकेला जोड़ी कार्बन परमाणुओं की π कक्षाओं के साथ ऑक्सीजन परमाणु सूचना का आदान प्रदान की। घुमावदार तीर के क्रमचय दर्शाती delocalized π इलेक्ट्रॉनों , विभिन्न योगदानकर्ताओं में जो परिणाम है।

इलेक्ट्रॉन युक्त अणु

ओजोन अणु में दो योगदान संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करती है। हकीकत में दो टर्मिनल ऑक्सीजन परमाणुओं के बराबर हैं और संकर संरचना का एक शुल्क के साथ सही पर तैयार की है - 1 / 2 दोनों ऑक्सीजन परमाणु और एक पूर्ण और चित्तीदार लाइन और साथ आंशिक डबल बांड पर बंधन आदेश1+1 / 2 । [20] [21]

के लिए hypervalent अणुओं , युक्तिकरण ऊपर वर्णित संरचनाओं योगदान इस तरह के अणुओं में संबंध की व्याख्या करने के उत्पन्न करने के लिए लागू किया जा सकता। क्सीनन डिफ्लुओराइड में 3c-4e बांड की योगदान संरचनाएं नीचे दिखाई गई हैं ।

इलेक्ट्रॉन की कमी वाले अणु

एलिल कटियन टर्मिनल कार्बन परमाणुओं पर सकारात्मक चार्ज के साथ दो योगदान संरचनाओं है। संकर संरचना में इनका आवेश + . होता है 1 / 2 । पूर्ण धनात्मक आवेश को तीन कार्बन परमाणुओं के बीच निरूपित के रूप में भी दर्शाया जा सकता है।

Diborane अणु योगदान संरचनाओं, अलग परमाणुओं पर इलेक्ट्रॉन की कमी के साथ प्रत्येक से वर्णन किया गया है। यह प्रत्येक परमाणु पर इलेक्ट्रॉन की कमी को कम करता है और अणु को स्थिर करता है। डाइबोरेन में एक व्यक्तिगत 3c-2e बांड की योगदान संरचनाएं नीचे दी गई हैं ।

अक्सर, प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती जैसे कार्बोकेशन और मुक्त कणों में उनके मूल अभिकारकों की तुलना में अधिक स्पष्ट संरचना होती है, जो अप्रत्याशित उत्पादों को जन्म देती है। शास्त्रीय उदाहरण सहयोगी पुनर्व्यवस्था है । जब सामान्यतया अपेक्षित उत्पाद 3-क्लोरो-1-ब्यूटीन के अतिरिक्त, एचसीएल का 1 मोल 1,3-ब्यूटाडाइन के 1 मोल में जुड़ जाता है, तो हम 1-क्लोरो-2-ब्यूटीन भी पाते हैं। आइसोटोप लेबलिंग प्रयोगों से पता चला है कि यहां क्या होता है कि अतिरिक्त डबल बॉन्ड कुछ उत्पाद में 1,2 स्थिति से 2,3 स्थिति में स्थानांतरित हो जाता है। यह और अन्य सबूत (जैसे कि सुपरएसिड समाधानों में एनएमआर ) से पता चलता है कि मध्यवर्ती कार्बोकेशन में एक अत्यधिक निरूपित संरचना होनी चाहिए, जो इसके ज्यादातर शास्त्रीय (डेलोकलाइज़ेशन मौजूद है लेकिन छोटा है) मूल अणु से अलग है। जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, इस कटियन (एक एलिलिक कटियन) को अनुनाद का उपयोग करके दर्शाया जा सकता है।

कम स्थिर अणुओं में अधिक से अधिक निरूपण का यह अवलोकन काफी सामान्य है। संयुग्मित डायनों की उत्तेजित अवस्थाएं उनके जमीनी राज्यों की तुलना में संयुग्मन द्वारा अधिक स्थिर होती हैं, जिससे वे कार्बनिक रंग बन जाते हैं।

गैर-शास्त्रीय 2-नॉरबोर्निल केशन में de इलेक्ट्रॉनों ( हाइपरकोन्जुगेशन ) को शामिल नहीं करने वाले डेलोकलाइज़ेशन का एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया उदाहरण देखा जा सकता है । एक अन्य उदाहरण मेथेनियम ( CH .) है+
5) इन्हें तीन-केंद्र दो-इलेक्ट्रॉन बंधनों के रूप में देखा जा सकता है और या तो इलेक्ट्रॉनों के पुनर्व्यवस्था या एक विशेष संकेतन द्वारा योगदान देने वाली संरचनाओं द्वारा प्रतिनिधित्व किया जाता है, एक वाई जिसके तीन बिंदुओं पर तीन नाभिक होते हैं।

Delocalized इलेक्ट्रॉन कई कारणों से महत्वपूर्ण हैं; एक प्रमुख यह है कि एक अपेक्षित रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं हो सकती है क्योंकि इलेक्ट्रॉन अधिक स्थिर विन्यास के लिए निरूपित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक अलग स्थान पर होने वाली प्रतिक्रिया होती है। एक उदाहरण है फ़्रीडल-शिल्प alkylation 1-क्लोरो 2-methylpropane साथ बेंजीन की; carbocation एक को पुनर्व्यवस्थित tert - ब्यूटाइल समूह द्वारा स्थिर hyperconjugation , delocalization का एक विशेष रूप। डेलोकलाइज़ेशन से इलेक्ट्रॉन की तरंग दैर्ध्य लंबी हो जाती है इसलिए ऊर्जा कम हो जाती है।

बांड की लंबाई

बेंजीन की योगदान संरचनाएं

बेंजीन की दो योगदान देने वाली संरचनाओं की तुलना में, सभी सिंगल और डबल बॉन्ड आपस में जुड़े हुए हैं। बॉन्ड की लंबाई को मापा जा सकता है, उदाहरण के लिए एक्स-रे विवर्तन का उपयोग करना । सी-सी सिंगल बॉन्ड की औसत लंबाई 154 बजे है ; एक सी = सी डबल बॉन्ड की दोपहर 133 बजे है। स्थानीयकृत साइक्लोहेक्साट्रिएन में, कार्बन-कार्बन बांड वैकल्पिक रूप से १५४ और १३३ बजे होना चाहिए। इसके बजाय, बेंजीन में सभी कार्बन-कार्बन बांड लगभग 139 बजे पाए जाते हैं, एकल और दोहरे बंधन के बीच एक बंधन लंबाई मध्यवर्ती। यह मिश्रित सिंगल और डबल बॉन्ड (या ट्रिपल बॉन्ड) चरित्र सभी अणुओं के लिए विशिष्ट है जिसमें बॉन्ड का अलग- अलग योगदान संरचनाओं में एक अलग बॉन्ड ऑर्डर होता है। बॉन्ड ऑर्डर का उपयोग करके बॉन्ड की लंबाई की तुलना की जा सकती है। उदाहरण के लिए, साइक्लोहेक्सेन में बंधन क्रम 1 है जबकि बेंजीन में 1 + (3 ÷ 6) = 1+1 / 2 । नतीजतन, बेंजीन में अधिक डबल बॉन्ड कैरेक्टर होता है और इसलिए साइक्लोहेक्सेन की तुलना में इसकी बॉन्ड लंबाई कम होती है।

अनुनाद ऊर्जा

रेजोनेंस (या डेलोकलाइज़ेशन) ऊर्जा वास्तविक डेलोकलाइज़्ड संरचना को सबसे स्थिर योगदान संरचना में बदलने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है। अनुभवजन्य गूंज ऊर्जा की तुलना द्वारा अनुमान लगाया जा सकता तापीय धारिता परिवर्तन की हाइड्रोजनीकरण योगदान संरचना के लिए अनुमान है कि के साथ वास्तविक पदार्थ की।

करने के लिए बेंजीन की पूरी हाइड्रोजनीकरण cyclohexane के माध्यम से 1,3-cyclohexadiene और Cyclohexene है एक्ज़ोथिर्मिक ; 1 मोल बेंजीन 208.4 kJ (49.8 kcal) देता है।

डबल बॉन्ड के एक मोल का हाइड्रोजनीकरण 119.7 kJ (28.6 kcal) बचाता है, जैसा कि अंतिम चरण, साइक्लोहेक्सिन के हाइड्रोजनीकरण से निकाला जा सकता है। बेंजीन में, हालांकि, 23.4 kJ (5.6 kcal) की आवश्यकता एक मोल डबल बॉन्ड को हाइड्रोजनीकृत करने के लिए होती है। अंतर, 143.1 kJ (34.2 kcal) होने के कारण, बेंजीन की अनुभवजन्य अनुनाद ऊर्जा है। क्योंकि 1,3-साइक्लोहेक्साडिएन में एक छोटी डेलोकलाइज़ेशन ऊर्जा (7.6 kJ या 1.8 kcal/mol) होती है, स्थानीयकृत साइक्लोहेक्साट्रिएन के सापेक्ष शुद्ध अनुनाद ऊर्जा, थोड़ी अधिक होती है: 151 kJ या 36 kcal/mol। [22]

यह मापा अनुनाद ऊर्जा तीन 'गैर-अनुनाद' दोहरे बंधनों की हाइड्रोजनीकरण ऊर्जा और मापा हाइड्रोजनीकरण ऊर्जा के बीच का अंतर भी है:

बेंजीन का VB मिश्रण आरेख। [२४] ए १जी और बी २ यू लेबल दो राज्यों की समरूपता को परिभाषित करते हैं, जैसा कि डी ६ एच समरूपता समूह के लिए वर्ण तालिका द्वारा परिभाषित किया गया है ।

वैलेंस बॉन्ड थ्योरी (वीबी) की गणितीय औपचारिकता में अनुनाद का गहरा महत्व है । क्वांटम यांत्रिकी के लिए आवश्यक है कि एक अणु की तरंग उसके प्रेक्षित समरूपता का पालन करे। यदि एक एकल योगदान संरचना इसे प्राप्त नहीं करती है, तो प्रतिध्वनि का आह्वान किया जाता है।

उदाहरण के लिए, बेंजीन में, वैलेंस बॉन्ड सिद्धांत दो केकुले संरचनाओं से शुरू होता है, जिनमें व्यक्तिगत रूप से वास्तविक अणु की छह गुना समरूपता नहीं होती है। सिद्धांत दो संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करने वाले तरंग कार्यों के रैखिक सुपरपोजिशन के रूप में वास्तविक तरंग फ़ंक्शन का निर्माण करता है । चूंकि दोनों केकुले संरचनाओं में समान ऊर्जा है, वे समग्र संरचना में समान योगदानकर्ता हैं - सुपरपोजिशन समान रूप से भारित औसत है, या बेंजीन के मामले में दोनों का 1:1 रैखिक संयोजन है। सममित संयोजन जमीनी अवस्था देता है, जबकि एंटीसिमेट्रिक संयोजन पहली उत्तेजित अवस्था देता है , जैसा कि दिखाया गया है।

सामान्य तौर पर, सुपरपोजिशन को अनिर्धारित गुणांक के साथ लिखा जाता है, जो तब आधार तरंग कार्यों के दिए गए सेट के लिए न्यूनतम संभव ऊर्जा खोजने के लिए भिन्न रूप से अनुकूलित होते हैं। जब अधिक योगदान करने वाली संरचनाओं को शामिल किया जाता है, तो आणविक तरंग फ़ंक्शन अधिक सटीक हो जाता है और अधिक उत्तेजित अवस्थाओं को योगदान संरचनाओं के विभिन्न संयोजनों से प्राप्त किया जा सकता है।

आणविक कक्षीय (MO) सिद्धांत के साथ तुलना

में आणविक कक्षीय सिद्धांत , के लिए मुख्य विकल्प संयोजक बंध सिद्धांत , आणविक कक्षीय (एमओएस) के रूप में अनुमानित किया जाता है सभी परमाणु कक्षाओं के रकम सभी परमाणुओं पर (एओ); एओ के रूप में कई एमओ हैं। प्रत्येक AO i में एक भार गुणांक c i होता है जो किसी विशेष MO में AO के योगदान को इंगित करता है। उदाहरण के लिए, बेंजीन में, MO मॉडल हमें 6 MO देता है जो 6 C परमाणुओं में से प्रत्येक पर 2p z AOs का संयोजन होता है। इस प्रकार, प्रत्येक MO पूरे बेंजीन अणु पर निरूपित होता है और MO पर कब्जा करने वाला कोई भी इलेक्ट्रॉन पूरे अणु पर निरूपित हो जाएगा। इस एमओ व्याख्या ने बेंजीन रिंग की तस्वीर को एक षट्भुज के रूप में एक सर्कल के साथ प्रेरित किया है। बेंजीन का वर्णन करते समय, स्थानीयकृत बांड की वीबी अवधारणा और डेलोकलाइज्ड π ऑर्बिटल्स की एमओ अवधारणा अक्सर प्राथमिक रसायन शास्त्र पाठ्यक्रमों में संयुक्त होती है।

वीबी मॉडल में योगदान करने वाली संरचनाएं बेंजीन जैसे सिस्टम पर प्रतिस्थापन के प्रभाव की भविष्यवाणी करने में विशेष रूप से उपयोगी होती हैं । वे एक इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह और बेंजीन पर इलेक्ट्रॉन-विमोचन समूह के लिए योगदान संरचनाओं के मॉडल की ओर ले जाते हैं । MO सिद्धांत की उपयोगिता यह है कि परमाणु पर प्रणाली से आवेश का मात्रात्मक संकेत परमाणु C i पर भार गुणांक c i के वर्गों से प्राप्त किया जा सकता है । चार्ज क्यू मैं  ≈  सी२
मैं. गुणांक का वर्ग करने का कारण यह है कि यदि किसी इलेक्ट्रॉन को AO द्वारा वर्णित किया जाता है, तो AO का वर्ग इलेक्ट्रॉन घनत्व देता है । एओ समायोजित कर रहे हैं ( सामान्य ) ताकि ए ओ 2  = 1, और क्ष मैं  ≈ ( ग मैं ए ओ मैं ) 2 ≈  ग२
मैं. बेंजीन में,  प्रत्येक C परमाणु पर q i = 1 होता है। एक इलेक्ट्रॉन-निकासी समूह के साथ q i  <1 ऑर्थो और पैरा C परमाणुओं पर और q i  > 1 एक इलेक्ट्रॉन-विमोचन समूह के लिए ।

गुणांकों

समग्र संरचना कई मायनों में गणना की जा सकती के लिए उनके योगदान के संदर्भ में योगदान संरचनाओं के भार का उपयोग करते हुए "शुरू से" संयोजक बंध सिद्धांत से ली गई तरीकों, वरना से प्राकृतिक बॉण्ड कक्षाओं (एनबीओ) वीनहोल्ड के दृष्टिकोण NBO5 , या अंत में हकल पद्धति के आधार पर अनुभवजन्य गणनाओं से। शिक्षण अनुनाद के लिए एक Hückel विधि-आधारित सॉफ़्टवेयर HuLiS वेब साइट पर उपलब्ध है ।

आयनों के मामले में डेलोकलाइज़्ड चार्ज (चार्ज डेलोकलाइज़ेशन) के बारे में बोलना आम बात है। आयनों में डेलोकाइज्ड चार्ज का एक उदाहरण कार्बोक्सिलेट समूह में पाया जा सकता है , जिसमें नकारात्मक चार्ज दो ऑक्सीजन परमाणुओं पर समान रूप से केंद्रित होता है। आयनों में चार्ज डेलोकलाइज़ेशन उनकी प्रतिक्रियाशीलता को निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है (आमतौर पर: डेलोकलाइज़ेशन की सीमा जितनी अधिक होगी, प्रतिक्रियाशीलता उतनी ही कम होगी) और, विशेष रूप से, उनके संयुग्म एसिड की एसिड ताकत। एक सामान्य नियम के रूप में, आयनों में चार्ज जितना बेहतर होता है, उसका संयुग्म एसिड उतना ही मजबूत होता है । उदाहरण के लिए, परक्लोरेट आयन में ऋणात्मक आवेश ( ClO .)-
4) सममित रूप से उन्मुख ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच समान रूप से वितरित किया जाता है (और इसका एक हिस्सा केंद्रीय क्लोरीन परमाणु द्वारा भी रखा जाता है)। उच्च संख्या में ऑक्सीजन परमाणुओं (चार) और केंद्रीय क्लोरीन परमाणु की उच्च इलेक्ट्रोनगेटिविटी के साथ संयुक्त इस उत्कृष्ट चार्ज डेलोकलाइज़ेशन के कारण पर्क्लोरिक एसिड सबसे मजबूत ज्ञात एसिड में से एक होता है, जिसमें एपी K का मान −10 होता है। [२५] आयनों में आवेश के निरूपण की मात्रा को मात्रात्मक रूप से WAPS (भारित औसत सकारात्मक सिग्मा) पैरामीटर [२६] पैरामीटर और एक अनुरूप WANS (भारित औसत नकारात्मक सिग्मा) के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है [२७] [२८] पैरामीटर का उपयोग उद्धरणों के लिए किया जाता है। .

WAPS और WANs मूल्यों में दिए गए हैं ई / Å 4 । बड़े मान संबंधित आयन में अधिक स्थानीयकृत आवेश का संकेत देते हैं।

• संयुग्मित प्रणाली
• निरूपण
• हकल आणविक कक्षीय सिद्धांत
• अतिसंयुग्मन
• तात्विकवाद
• क्रॉसिंग से बचा गया

• गौडार्ड, एन.; कैरिसन, वाई।; हेगेबाम-रेग्नियर, डी.; हंबेल, एस। (2008)। "HuLiS : Java Applet - Simple Hückel Theory and Mesomery - Program Logiciel Software" (फ्रेंच में) । 29 अक्टूबर 2010 को लिया गया ।