რეზონანსული თეორია-იდეალისტური თეორია ორგანულ ქიმიაში, შექმნილი XX საუკუნის 30-იან წლებში. ამერიკელი ფიზიკოსი და ქიმიკოსი L.G. Gowling თავის სკოლაში და მიღებული ზოგიერთი ბურჟუაზიული ქიმიკოსის მიერ. ეს თეორია შეერწყა მეზომერიზმის თეორიას, რომელიც წარმოიშვა 20-იანი წლების შუა ხანებში ინგლისელი ფიზიკოსისა და ქიმიკოსის კ.ინგოლდის მიერ, რომელსაც იგივე მეთოდოლოგიური საფუძველი გააჩნდა როგორც რეზონანსული თეორია. რეზონანსული თეორიის მიმდევრები იყენებენ (q.v.) არა დიდი რუსი ქიმიკოსის (q.v.) მოლეკულების ქიმიური სტრუქტურის მატერიალისტური და დიალექტიკური თეორიის განვითარებისათვის ატომთაშორისი მანძილების, მიმართულების ვალენტობის, მოლეკულის შიგნით ატომების ურთიერთგავლენის, სიჩქარის შესწავლით. და ქიმიური რეაქციების მიმართულებები და ა.შ. ისინი ცდილობენ, კვანტური მექანიკის გამოყენებით მიღებული მონაცემების გაყალბებით დაამტკიცონ, რომ ბუტლეროვის თეორია მოძველებულია.
სუბიექტური იდეალისტური მოსაზრებებიდან გამომდინარე, რეზონანსული თეორიის მიმდევრებმა შექმნეს ფორმულების კომპლექტი - "მდგომარეობები" ან "სტრუქტურები", რომლებიც არ ასახავს ობიექტურ რეალობას მრავალი ქიმიური ნაერთის მოლეკულებისთვის. რეზონანსული თეორიის თანახმად, მოლეკულის ჭეშმარიტი მდგომარეობა, სავარაუდოდ, არის ამ გამოგონილი „მდგომარეობების“ ან „სტრუქტურების“ კვანტური მექანიკური ურთიერთქმედების, „რეზონანსის“, „სუპერპოზიციის“ ან „სუპერპოზიციის“ შედეგი. ინგოლდის მეზომერიზმის თეორიის შესაბამისად, ზოგიერთი მოლეკულის ჭეშმარიტი სტრუქტურა განიხილება, როგორც შუალედური ორ „სტრუქტურას“ შორის, რომელთაგან თითოეული არ შეესაბამება რეალობას. შესაბამისად, რეზონანსული თეორია აგნოსტიკურად უარყოფს მრავალი ცალკეული ნივთიერების მოლეკულის ჭეშმარიტი სტრუქტურის ერთი ფორმულით გამოხატვის შესაძლებლობას და, სუბიექტური იდეალიზმის თვალსაზრისით, ამტკიცებს, რომ იგი გამოხატულია მხოლოდ ფორმულების სიმრავლით.
რეზონანსული თეორიის ავტორები უარყოფენ ქიმიური კანონების ობიექტურობას. პოლინგის ერთ-ერთი სტუდენტი, ჯ. ულანდი, აღნიშნავს, რომ „სტრუქტურები, რომელთა შორის არის რეზონანსი, მხოლოდ გონებრივი კონსტრუქტებია“, რომ „რეზონანსის იდეა უფრო სპეკულაციური კონცეფციაა, ვიდრე სხვა ფიზიკური თეორიები. ის არ ასახავს თავად მოლეკულის რაიმე შინაგან თვისებას, მაგრამ არის მათემატიკური მეთოდი, რომელიც გამოიგონა ფიზიკოსმა ან ქიმიკოსმა საკუთარი მოხერხებულობისთვის“. ამრიგად, ულანდი ხაზს უსვამს რეზონანსის იდეის სუბიექტივისტურ ბუნებას და ამავე დროს ამტკიცებს, რომ ამის მიუხედავად, რეზონანსის იდეა სავარაუდოდ სასარგებლოა მოცემული მოლეკულების ჭეშმარიტი მდგომარეობის გასაგებად. სინამდვილეში, ორივე სუბიექტივიზმის თეორია (მეზომერიზმი და რეზონანსი) ვერ ემსახურება ჭეშმარიტი ქიმიური მეცნიერების რომელიმე მიზანს - ასახავს ატომების ურთიერთობას მოლეკულებში, ატომების ურთიერთგავლენას მოლეკულაში, ატომებისა და მოლეკულების ფიზიკურ თვისებებს და ა.შ. .
ამიტომ, რეზონანსული მეზომერიზმის თეორიის არსებობის 25 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, მას არანაირი სარგებელი არ მოუტანია მეცნიერებასა და პრაქტიკას. სხვაგვარად არ შეიძლებოდა ყოფილიყო, რადგან რეზონანსის თეორია, რომელიც მჭიდროდ არის დაკავშირებული ნ. ბორის „კომპლიმენტურობის“ იდეალისტურ პრინციპებთან და პ. დირაკის „სუპერპოზიციასთან“, არის „(იხ.)“-ის გაგრძელება ორგანულ ქიმიაში და აქვს იგივე. მეთოდოლოგიური მაკიაჟის საფუძველი. რეზონანსული თეორიის კიდევ ერთი მეთოდოლოგიური ხარვეზი მისი მექანიზმია. ამ თეორიის თანახმად, ორგანულ მოლეკულაში სპეციფიკური თვისებრივი მახასიათებლების არსებობა უარყოფილია. მისი თვისებები მცირდება მისი შემადგენელი ნაწილების თვისებების მარტივ ჯამამდე; ხარისხობრივი განსხვავებები დაყვანილია წმინდა რაოდენობრივ განსხვავებამდე. უფრო ზუსტად, ორგანულ ნივთიერებებში წარმოქმნილი რთული ქიმიური პროცესები და ურთიერთქმედება აქ მცირდება ერთი, უფრო მარტივი ვიდრე ქიმიური ფორმები, მატერიის მოძრაობის ფიზიკური ფორმები - ელექტროდინამიკურ და კვანტურ მექანიკურ მოვლენებამდე. G. Airpgh, J. Walter და J. Cambellen კიდევ უფრო შორს წავიდნენ თავიანთ წიგნში "Quantum Chemistry".
ისინი ამტკიცებენ, რომ კვანტური მექანიკა, სავარაუდოდ, ამცირებს ქიმიის პრობლემებს გამოყენებითი მათემატიკის პრობლემებამდე და მხოლოდ მათემატიკური გამოთვლების ძალიან დიდი სირთულის გამო არ არის შესაძლებელი შემცირების განხორციელება ყველა შემთხვევაში. ქიმიის ფიზიკამდე დაყვანის იდეის შემუშავებისას ცნობილი კვანტური ფიზიკოსი და „ფიზიკური“ იდეალისტი ე. შროდინგერი თავის წიგნში „რა არის ცხოვრება ფიზიკის თვალსაზრისით?“ უზრუნველყოფს მატერიის მოძრაობის უფრო მაღალი ფორმების ქვედაზე ასეთი მექანიკური შემცირების ფართო სისტემას. (იხ.) მიხედვით, იგი ამცირებს ბიოლოგიურ პროცესებს, რომლებიც სიცოცხლის საფუძველს წარმოადგენს, გენებად, გენებს ორგანულ მოლეკულებამდე, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება, ხოლო ორგანულ მოლეკულებს კვანტურ მექანიკურ მოვლენებამდე. საბჭოთა ქიმიკოსები და ფილოსოფოსები აქტიურად ებრძვიან მეზომორია-რეზონანსის იდეალისტურ თეორიას, რომელიც აფერხებს ქიმიის განვითარებას.
რეზონანსული თეორია- ქიმიური ნაერთების ელექტრონული სტრუქტურის თეორია, რომლის მიხედვითაც ელექტრონების განაწილება მოლეკულებში (კომპლექსური იონების ან რადიკალების ჩათვლით) არის კანონიკური სტრუქტურების კომბინაცია (რეზონანსი) ორელექტრონული კოვალენტური ბმების სხვადასხვა კონფიგურაციით. რეზონანსული ტალღის ფუნქცია, რომელიც აღწერს მოლეკულის ელექტრონულ სტრუქტურას, არის კანონიკური სტრუქტურების ტალღური ფუნქციების წრფივი კომბინაცია.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მოლეკულური სტრუქტურა აღწერილია არა ერთი შესაძლო სტრუქტურული ფორმულით, არამედ ყველა ალტერნატიული სტრუქტურის კომბინაციით (რეზონანსით). რეზონანსული თეორია არის გზა ვიზუალურად, ქიმიური ტერმინოლოგიისა და კლასიკური სტრუქტურული ფორმულების მეშვეობით, წმინდა მათემატიკური პროცედურის კომპლექსური მოლეკულის ტალღური ფუნქციის ასაგებად.
კანონიკური სტრუქტურების რეზონანსის შედეგია მოლეკულის ძირითადი მდგომარეობის სტაბილიზაცია; ასეთი რეზონანსული სტაბილიზაციის საზომია რეზონანსული ენერგია- განსხვავება მოლეკულის ძირითადი მდგომარეობის დაკვირვებულ ენერგიასა და მინიმალური ენერგიით კანონიკური სტრუქტურის ძირითადი მდგომარეობის გამოთვლილ ენერგიას შორის. კვანტური მექანიკის თვალსაზრისით, ეს ნიშნავს, რომ უფრო რთული ტალღური ფუნქცია, რომელიც არის ტალღის ფუნქციების წრფივი კომბინაცია, თითოეული შეესაბამება ერთ-ერთ კანონიკურ სტრუქტურას, უფრო ზუსტად აღწერს მოლეკულას, ვიდრე სტრუქტურის ტალღურ ფუნქციას მინიმალური ენერგიით.
1 / 3
რეზონანსული თეორია
რეზონანსული სტრუქტურები, ნაწილი I
მეზომერული ეფექტი (კონიუგაციის ეფექტი). Ნაწილი 1.
დავხატოთ ბენზოლის მოლეკულა. და მოდით ვიფიქროთ იმაზე, თუ რა საინტერესო პროცესები ხდება ჩვენთვის ამ მოლეკულაში. ასე რომ, ბენზოლი. ციკლში ექვსი ნახშირბადის ატომია. პირველი, მეორე, მესამე, მეოთხე, მეხუთე და მეექვსე ნახშირბადები ციკლში. რა ხდის ბენზოლს ასე განსაკუთრებულს? რით განსხვავდება იგი ციკლოჰექსანისგან? რა თქმა უნდა, ჩვენ ვსაუბრობთ სამ ორმაგ ბმაზე ციკლში. ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ ეს ორი ნახშირბადი დაკავშირებულია ორმაგი ბმით, ასევე არსებობს ორმაგი ბმა ამ ატომებს შორის, ისევე როგორც ამ ნახშირბადებს შორის. წყალბადებს დავხატავთ მხოლოდ იმისთვის, რომ გავიხსენოთ, რომ ისინიც კი არიან. მოდით დავხატოთ ისინი ძლივს შესამჩნევად. მაშ, რამდენი წყალბადი იქნება მიმაგრებული ამ ნახშირბადთან? ერთი, ორი, სამი ვალენტური ელექტრონი უკვე ჩართულია. ამრიგად, ნახშირბადი მხოლოდ ერთ წყალბადს უკავშირდება. აქ ყველაფერი იგივეა. მხოლოდ ერთი წყალბადი. არსებობს მხოლოდ ოთხი ვალენტური ელექტრონი. აქაც მსგავსია. ვფიქრობ, თქვენ უკვე გესმით სისტემა. თითოეულ ნახშირბადს აქვს სულ სამი ბმა ნახშირბადის ატომებთან: ორი ერთჯერადი ბმა ორ ნახშირბადის ატომთან და მეორე ორმაგი ბმა. შესაბამისად, მეოთხე ბმა იქმნება წყალბადთან. ნება მომეცით დავხატო წყალბადის ყველა ატომი აქ. გამოვსახოთ ისინი მუქ ფერში, რომ არ დაგვაშოროს ყურადღება. ახლა ჩვენ დავხატეთ ბენზოლი. მომავალში მას არაერთხელ შევხვდებით. მაგრამ ამ ვიდეოში ჩვენ ვაპირებთ შევხედოთ, ან თუნდაც შევეცადოთ შევხედოთ ბენზოლის საინტერესო თვისებას და ეს, რა თქმა უნდა, არის რეზონანსი. ეს თვისება არ არის სპეციფიკური ბენზოლისთვის, ის მრავალი ორგანული მოლეკულის თვისებაა. უბრალოდ, ბენზოლი ყველაზე საინტერესოა მათგან. მოდით ვიფიქროთ იმაზე, თუ რა შეიძლება მოხდეს ამ მოლეკულასთან. დავიწყოთ ამ ელექტრონით. გამოვყოთ სხვა ფერით. მოდით ავირჩიოთ ლურჯი ამ ელექტრონისთვის. აი ეს ელექტრონი. რა მოხდება, თუ ეს ელექტრონი გადავა ამ ნახშირბადზე? ეს ნახშირბადი არ არღვევს კავშირს, ის ინარჩუნებს ელექტრონს, რომელიც უბრალოდ გადაადგილდება აქ. ასე რომ, ეს ელექტრონი აქ გადავიდა. ახლა ამ ნახშირბადს აქვს არასაჭირო მეხუთე ელექტრონი. აქედან გამომდინარე, აქ ერთი ელექტრონი გადავიდა. ახლა ამ ნახშირბადს აქვს ხუთი ელექტრონი. ამრიგად, ეს ელექტრონი დაუბრუნდება ნახშირბადის თავდაპირველ ატომს, რომელმაც დაკარგა პირველი ელექტრონი. შედეგად, ნახშირბადის ყველა ატომი იგივე დარჩა. თუ ეს მოხდება, ჩვენ მივიღებთ სტრუქტურას, რომელიც ასე გამოიყურება. მე დავხატავ ორმაგ ისარს, რადგან პროცესი შეიძლება მოხდეს ორივე მიმართულებით. დავიწყოთ ნახშირბადის ჯაჭვით. ასე რომ, პირველი ნახშირბადი, მეორე, მესამე, მეოთხე, მეხუთე და ბოლოს მეექვსე ნახშირბადი. მარცხნივ სურათზე ორმაგი ბმა აქ იყო, ახლა ის აქ გადავიდა. მოდით დავხატოთ ეს ორმაგი ბმა ლურჯად, რათა გამოვყოთ განსხვავება. ახლა ორმაგი კავშირი აქ არის. ეს ლურჯი ელექტრონი აქ გადავიდა. ეს ლურჯი ელექტრონი მაღლა ავიდა. მოდით გამოვსახოთ ისინი სხვადასხვა ფერებში მეტი სიცხადისთვის. ვთქვათ, ეს ელექტრონი მწვანე გახდება. მწვანე ელექტრონი გადავიდა ამ ნახშირბადის ატომიდან ამ ნახშირბადის ატომში. ჩვენ შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ, როგორ მოხდა ეს. ახლა მოდით შევხედოთ ამ მეწამულ ელექტრონს, რომელიც იყო ამ ნახშირბადის ატომზე, მაგრამ ახლა გადავიდა და წავიდა აქ სხვა ნახშირბადზე. შესაბამისად, ორმაგი ბმაც გადაინაცვლა, რაზეც ეს ისარი გვიჩვენებს. რჩება ლურჯი ელექტრონის გათვალისწინება. ეს ლურჯი ელექტრონი გადადის პირველ ნახშირბადზე. და ორმაგი ბმა, თავის მხრივ, აქ მოძრაობს. ბუნებრივია, მივიღეთ ორი ძალიან, ძალიან მსგავსი მოლეკულა. სინამდვილეში, ეს არის იგივე მოლეკულა, მხოლოდ თავდაყირა. რაც უფრო მეტად უნდა გვაინტერესებდეს, არის ის, რომ ეს ორმაგი ბმები თანდათან მოძრაობენ წინ და უკან, ქმნიან ახლა ამ სტრუქტურას, ახლა უკვე. და ისინი ამას ყოველთვის აკეთებენ. ორმაგი ბმები მუდმივად მოძრაობს. და ბენზოლის რეალობა არის ის, რომ არცერთი ეს სტრუქტურა არ წარმოადგენს იმას, რაც რეალურად ხდება. ბენზოლი გარკვეულ გარდამავალ მდგომარეობაშია. ბენზოლის რეალური სტრუქტურა უფრო ასე გამოიყურება. ნახშირბადს და წყალბადს ახლა არ დავხატავ. მოდი აქ წყალბადები დავხატოთ, რადგან პირველ სურათზე დავიწყე მათი გამოსახვა. მოდით დავხატოთ წყალბადები აქ. არ დავივიწყოთ ისინი. მიუხედავად იმისა, რომ ამ წყალბადების არსებობა ყოველთვის იგულისხმება. ჩვენ დავასრულეთ წყალბადები. ისევ და ისევ, ამ რგოლის მაგალითის გამოყენებით, ჩვენ არ უნდა დავხატოთ ნახშირბადები და წყალბადები, რადგან ისინი იგულისხმება. ასე რომ, ბენზოლის რეალური სტრუქტურა არის ამას და ამას შორის. და ფაქტობრივად, თითოეულ ნახშირბადს შორის იქნება ნახევარი ორმაგი ბმა. ანუ, ფაქტობრივად, სტრუქტურა ასე გამოიყურება. აქ იქნება ნახევარი ორმაგი ბმული, აქ ნახევარი ორმაგი ბმული, აქ ნახევარი ორმაგი, იგივე აქ და ნახევარი ორმაგი ბმა აქ. Თითქმის დასრულებულია. და აქ არის ორმაგი ბმის ნახევარი. სინამდვილეში, ბენზოლის მოლეკულაში ელექტრონები მუდმივად მოძრაობენ მთელ რგოლში. და მე არ ვგულისხმობ ერთი სტრუქტურიდან მეორეზე გადასვლას. აქ წარმოდგენილია რეალური სტრუქტურა, რომლის ენერგია მინიმალურია. ასე რომ, ეს ლუისის სტრუქტურები, თუმცა უფრო ზუსტი იქნებოდა მათ კანონიკური სტრუქტურები დავარქვათ, რადგან მე არ დავხატე ყველა ელექტრონი. ჩვენ ხშირად ვხატავთ ბენზოლს ამ გზით, როდესაც, მაგალითად, განვიხილავთ მექანიზმს. მაგრამ მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ ამ ორი სტრუქტურის რეზონანსის შედეგად ვიღებთ გარდამავალ სტრუქტურას, რომელიც შეესაბამება რეალობას. ეს ხდება არა მხოლოდ ბენზოლთან. უამრავი მაგალითის მოყვანა შეიძლება. მაგრამ ჩვენ გადავხედავთ კიდევ ერთს, რომ გავიგოთ. ავიღოთ კარბონატული იონი. საკმაოდ ნათელი მაგალითია რეზონანსული სტრუქტურების დემონსტრირებისთვის. ასე რომ, კარბონატული იონი. ნახშირბადი ორმაგი ბმით არის დაკავშირებული ჟანგბადის ერთ ატომთან და ორი ერთჯერადი ბმით ჟანგბადის სხვა ატომებთან. და ამ ორ ჟანგბადს აქვს დამატებითი ელექტრონები. ამ ჟანგბადის ატომს ექნება ერთი, ორი, სამი, ოთხი ხუთ, ექვსვალენტიანი... რეალურად, რა თქმა უნდა, შვიდი ვალენტური ელექტრონი. მოდი ისევ გავაკეთოთ. ერთი, ორი, სამი, ოთხი, ხუთი, ექვსი, შვიდი ვალენტური ელექტრონი. და ერთი დამატებითი ელექტრონი იწვევს უარყოფით მუხტს. იგივე ეხება ამ ატომს. მას აქვს ერთი, ორი, სამი, ოთხი, ხუთი, ექვსი, შვიდი ვალენტური ელექტრონი. ერთი ზედმეტი. ეს ნიშნავს, რომ იქნება უარყოფითი მუხტი. მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ ამ რეზონანსულ სტრუქტურას ან კანონიკურ სტრუქტურას. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეს ჟანგბადი ნეიტრალურია. და მას აქვს ექვსი ვალენტური ელექტრონი. ერთი ორი სამი ოთხი ხუთი ექვსი. წარმოვიდგინოთ, რომ ერთ-ერთი ასეთი ელექტრონი მიდის ნახშირბადში, რის გამოც ნახშირბადი თავის ელექტრონს გადასცემს ზედა ჟანგბადს. ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ სიტუაცია, როდესაც ეს ელექტრონი მოძრაობს აქ ნახშირბადისკენ. და როდესაც ნახშირბადი მიიღებს სხვა ელექტრონს, მაშინ ამავე დროს, ნახშირბადის ატომი გადასცემს თავის ელექტრონს ზედა ჟანგბადში, აქ. როგორ შეიცვლება სტრუქტურა, თუ ასეთი პროცესი მოხდება? ასე რომ, თუ ელექტრონები ასე მოძრაობენ, ჩვენ ამას დავინახავთ. დავიწყოთ ნახშირბადით. ახლა აქ ნახშირბადს მხოლოდ ერთი ბმა აქვს. აქ ჩვენ ვხატავთ ჟანგბადს. ჟანგბადს აქვს ექვსი ვალენტური ელექტრონი. ერთი, ორი, სამი, ოთხი, ხუთი, ექვსი ელექტრონი. მაგრამ ახლა მას სხვა აქვს, ეს ლურჯი. ასე რომ, რადგან ჟანგბადს ახლა აქვს დამატებითი მეშვიდე ელექტრონი, ჩვენ ვხატავთ ჟანგბადს უარყოფითი მუხტისთვის. ეს ჟანგბადი, რომელმაც ელექტრონი მისცა ნახშირბადს, ქმნის ორმაგ კავშირს ნახშირბადის ატომთან. მოდით დავხატოთ ახალი კავშირი ამ ფერთან. ასე რომ, ნახშირბადის ორმაგი ბმა არის იმ ჟანგბადთან ბოლოში. ჟანგბადმა დატოვა ერთი ელექტრონი, ამიტომ მას ახლა ექვსი ვალენტური ელექტრონი აქვს. ერთი ორი სამი ოთხი ხუთი ექვსი. ახლა კი ჟანგბადს ნეიტრალური მუხტი აქვს. არაფერი დაემართა ამ ჟანგბადს მარცხნივ. მოდით უბრალოდ დააკოპირეთ და ჩასვით. ჯერ ვაკოპირებთ, ახლა კი ჩასვით. ეს ჟანგბადი აქ რჩება. წარმოვიდგინოთ სიტუაცია, როდესაც ეს ჟანგბადი დამატებით ელექტრონთან ერთად, რომელიც, თავის მხრივ, შეიძლება მოდიოდეს ზემოთ სხვა ჟანგბადიდან, თავის დამატებით ელექტრონს მისცემს ნახშირბადის ატომს. და შემდეგ ნახშირბადი გაწყვეტს ორმაგ კავშირს სხვა ჟანგბადთან. ამ შემთხვევაში, ამით. ნება მომეცით დავხატო ეს. შეიძლება იყოს სიტუაცია, როცა ეს ელექტრონი მიდის ნახშირბადში... წარმოიქმნება ორმაგი ბმა. და შემდეგ ნახშირბადი დათმობს თავის ერთ-ერთ ელექტრონს. ეს ელექტრონი დაუბრუნდება ჟანგბადს. Რა მოხდება? თუ ეს მოხდება, საბოლოო სტრუქტურა ასე გამოიყურება. დავიწყოთ ნახშირბადით, რომელიც ერთჯერადად არის დაკავშირებული ჟანგბადთან, რომელსაც აქვს ერთი, ორი, სამი, ოთხი, ხუთი, ექვსი, შვიდი ვალენტური ელექტრონი. აქ ყველაფერი იგივეა. ამას შეიძლება ეწოდოს რეზონანსული რეაქცია, ან სხვანაირად. აქ მაინც არის უარყოფითი მუხტი. მოდით გადავიდეთ ამ ჟანგბადზე. მან დაიბრუნა ელექტრონი. ახლა კი მას ისევ შვიდი ვალენტური ელექტრონი აქვს. ისევ ერთი, ორი, სამი, ოთხი, ხუთი, ექვსი, შვიდი ვალენტური ელექტრონი. მოდით დავასახელოთ ელექტრონი, რომელიც დაბრუნდა ჟანგბადში. მოდით გავხადოთ იასამნისფერი. ახლა კი ჟანგბადს უარყოფითი მუხტი აქვს. ამ ჟანგბადმა, თავის მხრივ, ელექტრონი მისცა ნახშირბადს. და მან შექმნა ახალი ორმაგი კავშირი. აი ამ ჟანგბადის ორმაგი კავშირი ნახშირბადთან. ჟანგბადმა დატოვა ერთი ელექტრონი, ამიტომ მას ახლა აქვს ერთი, ორი, სამი, ოთხი, ხუთი, ექვსი ვალენტური ელექტრონი და ნეიტრალური მუხტი. ყველა ეს სტრუქტურა ერთმანეთში გარდაიქმნება. აქედან შეგვიძლია მივიღოთ ეს სტრუქტურაც კი. ამ სტრუქტურებიდან დაწყებული, ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ ნებისმიერი სხვა. ეს არის ზუსტად ის, რაც ხდება კარბონატულ იონში. ნება მომეცით დავწერო, რომ ეს არის კარბონატული იონი. ასე რომ, მისი რეალური სტრუქტურა არის რაღაც ამ სამს შორის. კარბონატული იონის სტრუქტურა სინამდვილეში ასე გამოიყურება. აქ ნახშირბადი დაკავშირებულია სამ ჟანგბადთან. ჩვენ ვხატავთ კავშირს სამივე ჟანგბადსა და ნახშირბადს შორის. და შემდეგ ყოველ C-O ბმას ექნება ერთი მესამედი ორმაგი ბმის ხასიათი. კავშირის მესამედი. არც ისე ჩვეულებრივი ჩანაწერი, მაგრამ რაც შეიძლება ახლოსაა რეალობასთან. დროის მესამედი ელექტრონი აქ იქნება. დროის დანარჩენ ორ მესამედში ჟანგბადის ატომები თანაბრად ფლობენ ამ ელექტრონს. ითვლება, რომ თითოეულ ჟანგბადს აქვს მუხტი -2/3. ჩვეულებრივ, რა თქმა უნდა, ისინი ხატავენ ერთ-ერთ ასეთ სტრუქტურას, რადგან მოსახერხებელია მთელი რიცხვებით მუშაობა. მაგრამ სინამდვილეში, კარბონატული იონები ექვემდებარება რეზონანსს. ელექტრონები რეალურად მუდმივად მოძრაობენ ერთი C-O ბმიდან მეორეზე. ეს მოლეკულას უფრო სტაბილურს ხდის. ამ სტრუქტურის ენერგია ნაკლებია, ვიდრე ზემოთ მოცემული ნებისმიერის ენერგია. იგივე ეხება ბენზოლს. ამ გარდამავალი სტრუქტურის ენერგია უფრო დაბალია ვიდრე რომელიმე მათგანის ენერგია და, შესაბამისად, ბენზოლის ეს ფორმა უფრო სტაბილურია, ვიდრე ზემოთ გამოსახული. სუბტიტრები Amara.org საზოგადოების მიერ
რეზონანსის იდეა კვანტურ მექანიკაში შემოიტანა ვერნერ ჰაიზენბერგმა 1926 წელს ჰელიუმის ატომის კვანტური მდგომარეობების განხილვისას. მან შეადარა ჰელიუმის ატომის სტრუქტურა რეზონანსული ჰარმონიული ოსცილატორის კლასიკურ სისტემას.
ჰაიზენბერგის მოდელი გამოიყენა ლინუს პაულინგმა (1928) მოლეკულური სტრუქტურების ელექტრონული სტრუქტურის აღსაწერად. ვალენტური სქემის მეთოდის ფარგლებში პაულინგმა წარმატებით ახსნა რიგი მოლეკულების გეომეტრია და ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები π ობლიგაციების ელექტრონული სიმკვრივის დელოკალიზაციის მექანიზმით.
მსგავსი იდეები არომატული ნაერთების ელექტრონული სტრუქტურის აღწერისთვის შემოგვთავაზა კრისტოფერ ინგოლდმა. 1926-1934 წლებში ინგოლდმა საფუძველი ჩაუყარა ფიზიკურ ორგანულ ქიმიას, შეიმუშავა ელექტრონული გადაადგილების ალტერნატიული თეორია (მეზომერიზმის თეორია), რომელიც შექმნილია რთული ორგანული ნაერთების მოლეკულების სტრუქტურის ასახსნელად, რომელიც არ ჯდება ჩვეულებრივ ვალენტურ ცნებებში. ინგოლდის მიერ შემოთავაზებული ტერმინი ელექტრონის სიმკვრივის დელოკალიზაციის ფენომენის აღსანიშნავად. მეზომერიზმი(1938), ძირითადად გამოიყენება გერმანულ და ფრანგულ ლიტერატურაში და ჭარბობს ინგლისურ და რუსულ ენებში. რეზონანსი" ინგოლდის იდეები მეზომერული ეფექტის შესახებ გახდა რეზონანსული თეორიის მნიშვნელოვანი ნაწილი. გერმანელი ქიმიკოსის ფრიც არნდტის წყალობით, შემოღებულ იქნა მეზომერული სტრუქტურების ახლა საყოველთაოდ მიღებული აღნიშვნები ორთავიანი ისრებით.
ომისშემდგომ სსრკ-ში რეზონანსის თეორია გახდა დევნის ობიექტი იდეოლოგიური კამპანიების ფარგლებში და გამოცხადდა „იდეალისტური“, უცხო დიალექტიკური მატერიალიზმისთვის - და, შესაბამისად, მიუღებელია მეცნიერებასა და განათლებაში გამოსაყენებლად:
„რეზონანსული თეორია“, იდეალისტური და აგნოსტიკოსი, ეწინააღმდეგება ბუტლეროვის მატერიალისტურ თეორიას, როგორც მასთან შეუთავსებელს და შეუთავსებელს;... „რეზონანსული თეორიის“ მომხრეებმა ის უგულებელყვეს და დაამახინჯეს მისი არსი. "რეზონანსული თეორია", რომელიც ზედმიწევნით მექანიკურია. უარყოფს ორგანული ნივთიერების თვისებრივ, სპეციფიკურ მახასიათებლებს და სრულიად ტყუილად ცდილობს ორგანული ქიმიის კანონები კვანტური მექანიკის კანონებამდე დაიყვანოს...
...მეზომერული რეზონანსული თეორია ორგანულ ქიმიაში არის ზოგადი რეაქციული იდეოლოგიის იგივე გამოვლინება, რაც ვეისმანიზმი-მორგანიზმი ბიოლოგიაში, ისევე როგორც თანამედროვე „ფიზიკური“ იდეალიზმი, რომელთანაც იგი მჭიდროდ არის დაკავშირებული.
მიუხედავად იმისა, რომ რეზონანსული თეორიის დევნას ზოგჯერ უწოდებენ "ლიზენკოიზმს ქიმიაში", ამ დევნის ისტორიას აქვს მრავალი განსხვავება ბიოლოგიაში გენეტიკის დევნისგან. როგორც ლორენ გრეჰემი აღნიშნავს: „ქიმიკოსებმა შეძლეს ამ სერიოზული შეტევის თავიდან აცილება. თეორიის მოდიფიკაციები საკმაოდ ტერმინოლოგიური ხასიათისა იყო“. 50-იან წლებში ქიმიკოსებმა, რეზონანსული თეორიის კრიტიკის უარყოფის გარეშე, შეიმუშავეს მსგავსი თეორიული (მათ შორის კვანტური ქიმიური) კონსტრუქციები ტერმინის გამოყენებით.
ორმოციან წლებში მოხდა მეცნიერული გარღვევა ორგანული ქიმიისა და მაკრომოლეკულური ნაერთების ქიმიის სფეროში. იქმნება ხარისხობრივად ახალი მასალები. მიმდინარეობს პოლიმერების ფიზიკისა და ქიმიის შემუშავების პროცესი და იქმნება მაკრომოლეკულების თეორია. მეცნიერული მიღწევები ამ სფეროში ხდება ეროვნული ეკონომიკის ხარისხობრივი გარდაქმნების ერთ-ერთი საფუძველი. და შემთხვევითი არ არის, რომ სწორედ აქ ახორციელებენ იდეოლოგები ძლიერ პრევენციულ დარტყმას.
საბაბი იყო რეზონანსული თეორია, რომელიც წამოაყენა 1928 წელს გამოჩენილმა ქიმიკოსმა და ნობელის პრემიის ლაურეატმა ლინუს პაულინგმა. ამ თეორიის თანახმად, მოლეკულებისთვის, რომელთა სტრუქტურა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს რამდენიმე სტრუქტურული ფორმულის სახით, რომლებიც განსხვავდება ბირთვებს შორის ელექტრონული წყვილის განაწილების გზით, რეალური სტრუქტურა არ შეესაბამება რომელიმე სტრუქტურას, მაგრამ შუალედურია მათ შორის. თითოეული სტრუქტურის წვლილი განისაზღვრება მისი ბუნებით და შედარებითი სტაბილურობით. რეზონანსის თეორიას (და მასთან ახლოს მყოფი მეზომერიზმის ინგოლდის თეორიას) მნიშვნელოვანი მნიშვნელობა ჰქონდა, როგორც სტრუქტურული ცნებების მოსახერხებელი სისტემატიზაცია. ამ თეორიამ მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ქიმიის, განსაკუთრებით ორგანული ქიმიის განვითარებაში. ფაქტობრივად, მან შეიმუშავა ენა, რომელზეც ქიმიკოსები საუბრობდნენ რამდენიმე ათეული წლის განმავლობაში.
იდეოლოგების ზეწოლისა და არგუმენტაციის ხარისხის შესახებ წარმოდგენა მოცემულია ნაწყვეტებით სტატიიდან „რეზონანსის თეორია“ /35/:
”სუბიექტური იდეალისტური მოსაზრებებიდან გამომდინარე, რეზონანსული თეორიის მიმდევრებმა შექმნეს ფორმულების ნაკრები მრავალი ქიმიური ნაერთის მოლეკულებისთვის - ”მდგომარეობები” ან ”სტრუქტურები”, რომლებიც არ ასახავს ობიექტურ რეალობას, რეზონანსული თეორიის შესაბამისად მოლეკულის მდგომარეობა, სავარაუდოდ, ამ ფიქტიური „მდგომარეობების“ ან „სტრუქტურების“ კვანტური მექანიკური ურთიერთქმედების, „რეზონანსის“, „სუპერპოზიციის“ ან „სუპერპოზიციის“ შედეგია.
… რეზონანსის თეორია, რომელიც მჭიდრო კავშირშია ნ. ბორის „კომპლიმენტურობის“ იდეალისტურ პრინციპებთან და პ. დირაკის „სუპერპოზიციასთან“, არის „ფიზიკური“ იდეალიზმის გაფართოება ორგანულ ქიმიაზე და აქვს იგივე მეთოდოლოგიური მაკიანური საფუძველი.
რეზონანსული თეორიის კიდევ ერთი მეთოდოლოგიური ხარვეზი მისი მექანიზმია. ამ თეორიის თანახმად, ორგანულ მოლეკულაში სპეციფიკური თვისებრივი მახასიათებლების არსებობა უარყოფილია. მისი თვისებები მცირდება მისი შემადგენელი ნაწილების თვისებების მარტივ ჯამამდე; ხარისხობრივი განსხვავებები დაყვანილია წმინდა რაოდენობრივ განსხვავებამდე. უფრო ზუსტად, ორგანულ ნივთიერებებში წარმოქმნილი რთული ქიმიური პროცესები და ურთიერთქმედება აქ მცირდება ერთი, უფრო მარტივი ვიდრე ქიმიური ფორმები, მატერიის მოძრაობის ფიზიკური ფორმები - ელექტროდინამიკურ და კვანტურ მექანიკურ მოვლენებამდე. ქიმიის ფიზიკამდე დაყვანის იდეის შემუშავებისას ცნობილი კვანტური ფიზიკოსი და „ფიზიკური“ იდეალისტი ე. შროდინგერი თავის წიგნში „რა არის ცხოვრება ფიზიკის თვალსაზრისით?“ უზრუნველყოფს დედების ქვედაზე გადაადგილების უფრო მაღალი ფორმების ასეთი მექანიკური შემცირების ფართო სისტემას. ვაისმანიზმი-მორგანიზმის შესაბამისად, ის ამცირებს ბიოლოგიურ პროცესებს, რომლებიც სიცოცხლის საფუძველია გენებად, გენები ორგანულ მოლეკულებამდე, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება, ხოლო ორგანული მოლეკულები კვანტურ მექანიკურ მოვლენებამდე.
ორი წერტილი საინტერესოა. პირველ რიგში, იდეალიზმის სტანდარტული ბრალდებების გარდა, აქ ყველაზე მნიშვნელოვან როლს თამაშობს თეზისი მოძრაობის ფორმების სპეციფიკურობისა და თვისებრივი მახასიათებლების შესახებ, რაც რეალურად აკრძალავს ფიზიკური მეთოდების გამოყენებას ქიმიაში, ფიზიკურ და ქიმიურ ბიოლოგიაში. მეორეც, მცდელობაა დაკავშირება რეზონანსის თეორია ვაისმანიზმ-მორგანიზმთან, ანუ საფუძველი ჩაეყაროს, თითქოსდა, მოწინავე სამეცნიერო ტენდენციებთან ბრძოლის ერთიან ფრონტს.
ცნობილ „მწვანე ტომში“ არის ბ.მ.კედროვის სტატია /37/, რომელიც ეძღვნება „რეზონანსულ თეორიას“. იგი აღწერს შედეგებს, რასაც ეს „საშინელი“ თეორია მოაქვს. მოდით წარმოგიდგინოთ ამ სტატიის ძალიან გამოვლენილი დასკვნები.
1. „რეზონანსული თეორია“ სუბიექტურ-იდეალისტურია, რადგან ის ფიქტიურ გამოსახულებას აქცევს ობიექტად; ცვლის ობიექტს მათემატიკური გამოსახულებით, რომელიც არსებობს მხოლოდ მისი მხარდამჭერების თავებში; ობიექტს - ორგანულ მოლეკულას - დამოკიდებულს ხდის ამ წარმოდგენაზე; ამ იდეას მიაწერს დამოუკიდებელ არსებობას ჩვენი თავის გარეთ; აძლევს მას გადაადგილების, ურთიერთქმედების, ზემოქმედებისა და რეზონაციის უნარს.
2. „რეზონანსული თეორია“ აგნოსტიკურია, რადგან პრინციპში უარყოფს ერთი ობიექტის (ორგანული მოლეკულის) და მისი სტრუქტურის ერთიანი სტრუქტურული გამოსახულების, ერთი სტრუქტურული ფორმულის სახით ასახვის შესაძლებლობას; ის უარყოფს ერთი ობიექტის ასეთ ცალკეულ გამოსახულებას და ცვლის მას ფიქტიური „რეზონანსული სტრუქტურების“ ნაკრებით.
3. „რეზონანსული თეორია“, იდეალისტური და აგნოსტიკოსი, ეწინააღმდეგება ბუტლეროვის მატერიალისტურ თეორიას, როგორც მასთან შეუთავსებელს და შეუთავსებელს; ვინაიდან ბუტლეროვის თეორია ფუნდამენტურად ეწინააღმდეგება ნებისმიერ იდეალიზმს და აგნოსტიციზმს ქიმიაში, "რეზონანსული თეორიის" მომხრეებმა უგულებელყვეს იგი და დაამახინჯეს მისი არსი.
4. „რეზონანსული თეორია“, ზედმიწევნით მექანიკური. უარყოფს ორგანული ნივთიერების თვისებრივ, სპეციფიკურ მახასიათებლებს და სრულიად ტყუილად ცდილობს ორგანული ქიმიის კანონები კვანტური მექანიკის კანონებამდე დაიყვანოს; ეს ასევე უკავშირდება ბუტლეროვის თეორიის უარყოფას "რეზონანსული თეორიის" მომხრეების მიერ. ვინაიდან ბუტლეროვის თეორია, თავისი არსით დიალექტიკურია, ღრმად ავლენს ორგანული ქიმიის სპეციფიკურ კანონებს, რომლებიც უარყოფილია თანამედროვე მექანისტთა მიერ.
5. თავისი არსით, ინგოლდის მეზომერიზმის თეორია ემთხვევა პაულინგის „რეზონანსულ თეორიას“, რომელიც პირველს შეერწყა ერთ მეზომერულ-რეზონანსულ თეორიაში. როგორც ბურჟუაზიულმა იდეოლოგებმა შეკრიბეს ყველა რეაქციული მიმდინარეობა ბიოლოგიაში, ისე რომ ისინი არ მოქმედებდნენ ცალ-ცალკე და შეაერთეს ისინი ვაისმანიზმი-მორგანიზმის ერთიან ფრონტში, ასევე გააერთიანა ორგანული ქიმიის რეაქციული დინებები და შექმნეს მხარდამჭერთა ერთიანი ფრონტი. პაულინგ-ინგოლდის. მეზომერიზმის თეორიის „რეზონანსული თეორიისგან“ გამიჯვნის ნებისმიერი მცდელობა იმის საფუძველზე, რომ მეზომერიზმის თეორია შეიძლება იყოს მატერიალისტური ინტერპრეტაცია, არის უხეში შეცდომა, რომელიც რეალურად ეხმარება ჩვენს იდეოლოგიურ ოპონენტებს.
6. მეზომერულ-რეზონანსული თეორია ორგანულ ქიმიაში არის ზოგადი რეაქციული იდეოლოგიის იგივე გამოვლინება, როგორც ვაისმანიზმი-მორგანიზმი ბიოლოგიაში, ასევე თანამედროვე „ფიზიკური“ იდეალიზმი, რომელთანაც იგი მჭიდროდ არის დაკავშირებული.
7. საბჭოთა მეცნიერების ამოცანაა გადამწყვეტი ბრძოლა ორგანულ ქიმიაში იდეალიზმთან და მექანიზმთან, მოდური ბურჟუაზიული, რეაქციული ტენდენციების წინაშე დგომის წინააღმდეგ, საბჭოთა მეცნიერებისა და ჩვენი მსოფლმხედველობისადმი მტრული თეორიების წინააღმდეგ, როგორიცაა მეზომერული რეზონანსული თეორია...“
„რეზონანსული თეორიის“ ირგვლივ ვითარების გარკვეული პიკანტურობა მეცნიერული თვალსაზრისით ბრალდებების აშკარა შორსმჭვრეტელობამ შექმნა. ეს იყო უბრალოდ მიახლოებითი მოდელის მიდგომა, რომელსაც არანაირი კავშირი არ ჰქონდა ფილოსოფიასთან. მაგრამ ხმაურიანი დისკუსია დაიწყო. აი რას წერს მის შესახებ L.A. Blumenfeld /38/:
”ამ დისკუსიის დროს ისაუბრეს ზოგიერთმა ფიზიკოსმა, რომლებიც ამტკიცებდნენ, რომ რეზონანსული თეორია არა მხოლოდ იდეალისტურია (ეს იყო დისკუსიის მთავარი მოტივი), არამედ გაუნათლებელიც, რადგან ეს ეწინააღმდეგება კვანტური მექანიკის საფუძვლებს ამ მხრივ, ჩემი მასწავლებლები, ია კ რომელ მათგანს არ გვყავდა აბსოლუტური მეცნიერული მთლიანობა, "ფიზიკური სნობიზმის" სრული არარსებობა, ნებისმიერი ოპორტუნისტული მოსაზრებების გავლენის შეუძლებლობა - ეს ყველაფერი ავტომატურად აქცევდა თამმს. მხოლოდ შესაძლო არბიტრი. მისი თქმით, რეზონანსის თეორიაში შემოთავაზებული აღწერის მეთოდი არაფერს ეწინააღმდეგება კვანტურ მექანიკაში, აქ იდეალიზმი არ არის და, მისი აზრით, განხილვის საგანი საერთოდ არ არის. შემდგომში ყველასთვის ნათელი გახდა, რომ ის მართალი იყო. თუმცა, დისკუსია, როგორც ცნობილია, გაგრძელდა. იყვნენ ადამიანები, რომლებიც აცხადებდნენ, რომ რეზონანსული თეორია ფსევდომეცნიერება იყო. ამან უარყოფითი გავლენა მოახდინა სტრუქტურული ქიმიის განვითარებაზე...“
მართლაც, განხილვის საგანი არ არის, მაგრამ ამოცანაა მაკრომოლეკულური ქიმიის სპეციალისტებისთვის დარტყმა. და ამ მიზეზით, ბ.მ. კედროვმა, რეზონანსის თეორიის განხილვისას, გადადგა მნიშვნელოვანი ნაბიჯი V.I. ლენინის ინტერპრეტაციაში /37/:
„ამხანაგები, რომლებიც სიტყვა „აბსტრაქციას“ ეჭირათ, დოგმატიკოსებად იქცეოდნენ, მათ შეადარეს ის ფაქტი, რომ მეზომერიზმის თეორიის წარმოსახვითი „სტრუქტურები“ აბსტრაქციებია და აბსტრაქციის ნაყოფიც კი, და დაასკვნეს, რომ მეცნიერული აბსტრაქცია. ვინაიდან აბსტრაქციები აუცილებელია მეცნიერებაში, რაც ნიშნავს, რომ ყველა სახის აბსტრაქცია მისაღებია, მათ შორის აბსტრაქტული ცნებები მეზომერიზმის თეორიის ფიქტიური სტრუქტურების შესახებ. ეწინააღმდეგება ლენინის პირდაპირ მითითებებს ცარიელი და აბსურდული აბსტრაქციების მავნებლობის შესახებ, აბსტრაქტული ცნებების იდეალიზმად გადაქცევის საშიშროებაზე, სწორედ იმიტომ, რომ აბსტრაქტული ცნებების იდეალიზმად გარდაქმნის ტენდენციები თავიდანვე იყო წარმოდგენილი როგორც მეზომერიზმის თეორიაში. რეზონანსული თვალსაზრისით, ორივე ეს თეორია საბოლოოდ გაერთიანდა.
საინტერესოა, რომ იდეალიზმი შეიძლება განსხვავებული იყოს. ასე წერია ბუტლეროვის სტატიაში /32/; რომ საბჭოთა ქიმიკოსები ეყრდნობიან ბუტლეროვის თეორიას რეზონანსის იდეალისტური თეორიის წინააღმდეგ ბრძოლაში. მაგრამ მეორეს მხრივ, ირკვევა, რომ ”ზოგადად ფილოსოფიურ საკითხებში, რომლებიც არ იყო დაკავშირებული ქიმიასთან, ბუტლეროვი იყო იდეალისტი, სპირიტუალიზმის პრომოუტერი”. თუმცა, არანაირი წინააღმდეგობა არ თამაშობს როლს იდეოლოგებისთვის. მოწინავე მეცნიერების წინააღმდეგ ბრძოლაში ყველა საშუალება კარგი იყო.
კოორდინაციის თეორიის ძირითადი დებულებები
ნებისმიერი რთული ნაერთის მოლეკულაში ერთ-ერთი იონი, ჩვეულებრივ დადებითად დამუხტული, ცენტრალურ ადგილს იკავებს და ე.წ. კომპლექსური აგენტიან ცენტრალური იონი.არ შეიძლება ითქვას, რომ რთული ნაერთები ყოველთვის აგებულია იონებისგან; სინამდვილეში, კომპლექსის შემადგენელი ატომებისა და მოლეკულების ეფექტური მუხტები ჩვეულებრივ მცირეა. ამიტომ უფრო სწორია ტერმინის გამოყენება ცენტრალური ატომი.მის ირგვლივ სიახლოვე მდებარეობს, ან, როგორც ამბობენ, კოორდინირებულია, საპირისპიროდ დამუხტული იონების ან ელექტრულად ნეიტრალური მოლეკულების გარკვეული რაოდენობა, ე.წ. ლიგანდები(ან ამატებს) და ფორმირება შიდა კოორდინაციის სფერო. ცენტრალური იონის მიმდებარე ლიგანდების რაოდენობას ე.წ საკოორდინაციო ნომერი (cn.)
შიდა სფეროკომპლექსი რჩება ძირითადად სტაბილური დაშლის შემდეგ. მისი საზღვრები მითითებულია კვადრატული ფრჩხილებით. შიგნით არსებული იონები გარე სფერო, ადვილად იყოფა ხსნარებში. ამიტომ ამბობენ, რომ შიდა სფეროში იონები შეკრულია არაიონურიდა გარეში − იონოგენური.Მაგალითად:
დიაგრამაზე ისრები სიმბოლურად წარმოადგენენ კოორდინაციას ან დონორ-მიმღების ობლიგაციებს.
მარტივი ლიგანდები, მაგალითად H 2 O, NH 3, CN - და Cl - ეწოდება მონოდენტური,ვინაიდან თითოეულ მათგანს შეუძლია შექმნას მხოლოდ ერთი საკოორდინაციო რგოლი (ისინი იკავებენ ერთ ადგილს შიდა კოორდინაციის სფეროში). არსებობს ლიგანდები, რომლებიც ქმნიან 2 ან მეტ საკოორდინაციო კავშირს ცენტრალურ ატომთან. ასეთ ლიგანდებს ე.წ ბი- და პოლიდენტატი.ბიდენტატის ლიგანდების მაგალითები მოიცავს
ოქსალატის იონი C 2 O 4 2-და ეთილენდიამინის მოლეკულა C 2 N 2 H 8
როგორც წესი, რთული იონების წარმოქმნის უნარი არის d - ელემენტები,მაგრამ არა მხოლოდ; Al და B ასევე ქმნიან რთულ იონებს. d- ელემენტებით წარმოქმნილი რთული იონები შეიძლება იყოს ელექტრული ნეიტრალური, დადებითად ან უარყოფითად დამუხტული:
ანიონურ კომპლექსებში მისი ლათინური სახელწოდება გამოიყენება ლითონის ცენტრალური ატომის აღსანიშნავად, ხოლო კატიონურ კომპლექსებში გამოიყენება მისი რუსული სახელი.
კომპლექსურ იონზე არსებული მუხტები დელოკალიზებულია მთელ იონში. აღწერისთვის
ქიმიური კავშირი გამოიყენება მსგავს იონებში რეზონანსული სტრუქტურა,რომელიც წარმოადგენს ყველა შესაძლო ელექტრონის განაწილების ჰიბრიდს. სხვადასხვა განაწილება ე.წ კანონიკური სტრუქტურები.
მაგალითად, ნიტრატ იონს აქვს შემდეგი კანონიკური და რეზონანსული სტრუქტურები:
კანონიკური სტრუქტურების რეზონანსული სტრუქტურა
რთული იონის მუხტი უდრის ცენტრალური ატომის მუხტისა და ლიგანდების მუხტის ალგებრულ ჯამს, მაგალითად:
4- → დამუხტვა = (+2) + 6(-1) = -4
3+ → დამუხტვა = (+3) + 6(0) = +3
ზოგიერთ ლიგანდს შეუძლია ცენტრალური ატომით ციკლური სტრუქტურების შექმნა. ლიგანდების ამ თვისებას მათი ეწოდება ქელატის უნარი,და ასეთი ლიგანდების მიერ წარმოქმნილ ნაერთებს ე.წ ქელატური ნაერთები(კლანჭების ფორმის). ისინი შეიცავენ ორ და პოლიდენტატ ლიგანდს, რომელიც, როგორც ჩანს, იჭერს ცენტრალურ ატომს, როგორც კიბოს კლანჭები:
ქელატების ჯგუფში ასევე შედის კომპლექსური ნაერთები, რომლებშიც ცენტრალური ატომი ციკლის ნაწილია, რომელიც ქმნის კოვალენტურ კავშირებს ლიგანდებთან სხვადასხვა გზით, დონორ-მიმღები და დაუწყვილებელი ელექტრონების გამო (გაცვლის მექანიზმი). ამ ტიპის კომპლექსები დამახასიათებელია ამინომჟავებისთვის. ამრიგად, გლიცინი (ამინოძმური მჟავა) ქმნის ქელატებს Cu 2+, Pt 2+, Rh 3+ იონებით, მაგალითად:
მეტალი შეღებვისა და ფერადი ფილმების დასამზადებლად. ისინი ფართოდ გამოიყენება ანალიტიკურ ქიმიაში და მათი ადგილი ბუნებაშიც დიდია. ამრიგად, ჰემოგლობინი შედგება ჰემის კომპლექსისგან, რომელიც დაკავშირებულია გლობინის პროტეინთან. ჰემში ცენტრალური იონია Fe +2, რომლის ირგვლივ კოორდინირებულია აზოტის 4 ატომი, რომელიც მიეკუთვნება კომპლექსურ ლიგანდს ციკლური ჯგუფებით. ჰემოგლობინი შექცევადად აკავშირებს ჟანგბადს და აწვდის მას ფილტვებიდან სისხლის მიმოქცევის სისტემის მეშვეობით ყველა ქსოვილში.
ქლოროფილი, რომელიც მონაწილეობს მცენარეებში ფოტოსინთეზის პროცესებში, სტრუქტურირებულია ანალოგიურად, მაგრამ შეიცავს Mg 2+ ცენტრალურ იონს.
ცენტრალური იონის მუხტი (უფრო ზუსტად, ცენტრალური ატომის ჟანგვის მდგომარეობა) არის მთავარი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს კოორდინაციის რიცხვზე.
| +1 +2 +3 +4 | → → → → | 4;6 6;4 |
ყველაზე ხშირად წარმოქმნილი საკოორდინაციო ნომრები აღინიშნება წითლად. კოორდინაციის ნომერი არ არის მუდმივი მნიშვნელობა მოცემული კომპლექსური აგენტისთვის, მაგრამ ასევე განისაზღვრება ლიგანდის ბუნებით და მისი ელექტრონული თვისებებით. ერთი და იგივე კომპლექსური აგენტებისთვის ან ლიგანდებისთვისაც კი, კოორდინაციის რიცხვი დამოკიდებულია აგრეგაციის მდგომარეობაზე, კომპონენტების კონცენტრაციაზე და ხსნარის ტემპერატურაზე.
რთული იონის გეომეტრიული ფორმა დამოკიდებულია მისი ცენტრალური ატომის საკოორდინაციო რიცხვზე. cn = 2-ის მქონე კომპლექსებს აქვთ წრფივი სტრუქტურა, cn = 4-ის მქონე კომპლექსებს ჩვეულებრივ ოთხკუთხედი აქვთ, მაგრამ ზოგიერთ კომპლექსს cn = 4 აქვს ბრტყელი კვადრატული სტრუქტურა. კომპლექსურ იონებს cn = 6-ით ყველაზე ხშირად აქვთ ოქტაედრული სტრუქტურა.
კჩ = 2 კჩ = 4 კჩ = 4
cc=6
დაწყვილებულ სისტემებში დელოკალიზაციის გამოსახვის მოსახერხებელი გზაა მისი გამოყენებით გამოსახვა რეზონანსული სტრუქტურები .
რეზონანსული სტრუქტურების დაწერისას უნდა დაიცვან შემდეგი წესები:
1. ატომები და მოლეკულები არ იცვლებიან თავიანთ პოზიციას; იცვლება მრავალი ბმის NEP და π-ელექტრონების პოზიცია.
2. თითოეულ რეზონანსულ სტრუქტურას, რომელიც მინიჭებულია მოცემულ ნაერთზე, უნდა ჰქონდეს π ელექტრონების ერთნაირი ჯამი, მათ შორის π ბმები და LEP.
3. რეზონანსულ სტრუქტურებს შორის მოათავსეთ რეზონანსული ისარი „↔“.
4. რეზონანსულ სტრუქტურებში არ არის ჩვეულებრივი ელექტრონული ეფექტების დანიშვნა სწორი და მრუდი ისრებით.
5. მოლეკულის, იონის ან რადიკალის რეზონანსული სტრუქტურების ნაკრები უნდა იყოს ჩასმული კვადრატულ ფრჩხილებში.
Მაგალითად:
მოლეკულების და ნაწილაკების რეზონანსული სტაბილიზაციის შეფასებისას, აგრეთვე სხვადასხვა რეზონანსული სტრუქტურების შედარებითი ენერგიების შედარებისას, აუცილებელია იხელმძღვანელოთ შემდეგი წესებით:
1. რეალური მოლეკულის ენერგია ნაკლებია. ვიდრე რომელიმე რეზონანსული სტრუქტურის ენერგია.
2. რაც მეტი რეზონანსული სტრუქტურა შეიძლება დაიწეროს მოცემულ მოლეკულაზე ან ნაწილაკზე, მით უფრო სტაბილურია იგი.
3. სხვა თანაბარ პირობებში, რეზონანსული სტრუქტურები უარყოფითი მუხტით ყველაზე ელექტროუარყოფით ატომზე და დადებითი მუხტით ყველაზე ელექტროდადებით ატომზე უფრო სტაბილურია.
4. რეზონანსული სტრუქტურები, რომლებშიც ყველა ატომს აქვს ელექტრონების ოქტეტი, უფრო სტაბილურია.
5. მაქსიმალური მდგრადობა აქვთ ნაწილაკებს, რომელთა რეზონანსული სტრუქტურები ეკვივალენტურია და, შესაბამისად, ერთნაირი ენერგია აქვთ.
5.2. მჟავებისა და ბაზების თეორია ორგანულ ქიმიაში
ორგანულ ქიმიაში არსებობს მჟავებისა და ფუძეების ორი ძირითადი თეორია. ეს ბრონსტედისა და ლუისის თეორიები.
განმარტება: ბრონსტედის თეორიის მიხედვით, მჟავა არის ნებისმიერი ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია პროტონის ამოღებით დისოციაცია. იმათ. მჟავა არის პროტონის დონორი. ბაზა არის ნებისმიერი ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია პროტონის მიღება. იმათ. ბაზა არის პროტონის მიმღები.
ლუისის თეორიის თანახმად, მჟავა არის ნებისმიერი მოლეკულა ან ნაწილაკი, რომელსაც შეუძლია ელექტრონების მიღება ვაკანტურ ორბიტალში. იმათ. მჟავა არის ელექტრონის მიმღები. ბაზა არის ნებისმიერი მოლეკულა ან ნაწილაკი, რომელსაც შეუძლია იყოს ელექტრონის დონორი. იმათ. ბაზა არის ელექტრონის დონორი.
განმარტება: მჟავისგან წარმოქმნილ ნაწილაკს დისოციაციის შემდეგ და უარყოფითი მუხტის მატარებელი ეწოდება კონიუგირებული ფუძე. პროტონის დამატების შემდეგ ფუძიდან წარმოქმნილ ნაწილაკს და დადებითი მუხტის მატარებელი ეწოდება კონიუგირებული მჟავა.
წყალთან მიმართებაში მჟავების სიძლიერის მახასიათებელია დისოციაციის მუდმივი, რომელიც არის შემდეგი რეაქციის წონასწორობის მუდმივი:
ორგანულ ქიმიაში მჟავების ყველაზე ცნობილი მაგალითებია ალიფატური კარბოქსილის მჟავები, მაგალითად ძმარმჟავა:
და ბენზოინი:
კარბოქსილის მჟავები საშუალო სიძლიერის მჟავებია. ეს შეიძლება დადასტურდეს კარბოქსილის მჟავების pK მნიშვნელობების და ქვემოთ მოცემული ზოგიერთი სხვა მნიშვნელობების შედარებით:
ორგანულ ნაერთებს, რომლებიც მიეკუთვნებიან ორგანული ნაერთების სხვადასხვა კლასს, შეუძლიათ პროტონის აბსტრაქცია. ორგანულ ნაერთებს შორის გამოიყოფა OH-, SH-, NH- და CH- მჟავები. OH მჟავები მოიცავს კარბოქსილის მჟავებს, სპირტებს და ფენოლებს. NH მჟავები მოიცავს ამინებს და ამიდებს. CH მჟავები მოიცავს ნიტროალკანებს, კარბონილის ნაერთებს, ეთერებს და ტერმინალურ ალკინებს. ძალიან სუსტი CH მჟავები მოიცავს ალკენებს, არომატულ ნახშირწყალბადებს და ალკანებს.
მჟავის სიძლიერე მჭიდრო კავშირშია კონიუგირებული ფუძის სტაბილურობასთან. რაც უფრო სტაბილურია კონიუგირებული ფუძე, მით მეტია მჟავა-ტუტოვანი წონასწორობა გადატანილი კონიუგირებული ფუძისა და მჟავისკენ. კონიუგირებული მჟავას სტაბილიზაცია შეიძლება გამოწვეული იყოს შემდეგი ფაქტორებით:
რაც უფრო მაღალია ატომის ელექტრონეგატიურობა, მით უფრო ძლიერად ინახავს ის ელექტრონებს თავის კონიუგატებულ ბაზაში. მაგალითად, წყალბადის ფტორის pK არის 3,17; pK წყალი 15,7; ამიაკი pK 33 და მეთანი pK 48.
2. ანიონის სტაბილიზაცია მეზომერული მექანიზმით. მაგალითად, კარბოქსილატის ანიონში:
მაგალითად, ალკოქსიდის იონში:
ასეთი სტაბილიზაცია შეუძლებელია. შესაბამისად, ძმარმჟავას pK = 4,76, pK მეთილის სპირტისთვის 15,5.
კონიუგატური ბაზის სტაბილიზაციის კიდევ ერთი მაგალითია ფენოლატის იონი, რომელიც წარმოიქმნება ფენოლის დისოციაციის შედეგად:
მიღებული ფენოქსიდის (ან ფენოლატის) იონისთვის შეიძლება აშენდეს რეზონანსული სტრუქტურები, რომლებიც ასახავს უარყოფითი მუხტის დელოკალიზაციას არომატული რგოლის გასწვრივ:
შესაბამისად, ფენოლის pK უდრის 9,98-ს, ხოლო მეთანოლს, რომლისთვისაც შეუძლებელია რეზონანსული სტრუქტურების აგება, აქვს pK 15,5.
3. ელექტრონის შემომტანი შემცვლელების შეყვანა იწვევს კონიუგირებული ფუძის დესტაბილიზაციას და შესაბამისად ამცირებს მჟავას სიძლიერეს:
4. ელექტრონის ამომყვანი შემცვლელების დანერგვა ასტაბილურებს კონიუგატებულ ფუძეს და ზრდის მჟავების სიძლიერეს:
5. ჯაჭვის გასწვრივ პროტონ-დონორის ჯგუფიდან ელექტრონის გამომტანი შემცვლელის ამოღება იწვევს მჟავას სიძლიერის შემცირებას:
წარმოდგენილი მონაცემები ასახავს ინდუქციური ეფექტის სწრაფ შესუსტებას ნახშირწყალბადების ჯაჭვის გაზრდით.
განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს CH მჟავები , ვინაიდან მათი დისოციაციის დროს წარმოიქმნება კონიუგირებული ფუძეები, რომლებიც კარბანიონებია. ეს ნუკლეოფილური სახეობები შუალედურია მრავალ ორგანულ რეაქციაში.
CH მჟავები ყველაზე სუსტია ყველა სახის მჟავებს შორის. მჟავა დისოციაციის პროდუქტი არის კარბანიონი, ნაწილაკი, რომლის ფუძეა ნახშირბადის ატომი, რომელსაც აქვს უარყოფითი მუხტი. ასეთ ნაწილაკს აქვს ოთხკუთხა სტრუქტურა. NEP იკავებს sp 3 ჰიბრიდულ ორბიტალს. CH მჟავის სიძლიერე განისაზღვრება იგივე ფაქტორებით, როგორც OH მჟავას სიძლიერე. შემცვლელების სტაბილიზირებელი ეფექტების სერია ემთხვევა მათი ელექტრონის გამომყვანი თვისებების გაზრდის სერიას:
CH მჟავებს შორის განსაკუთრებული ინტერესია ალილის ანიონი და ბენზილის ანიონი. ეს ანიონები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს რეზონანსული სტრუქტურების სახით:
ბენზილის ანიონში უარყოფითი მუხტის დელოკალიზაციის ეფექტი იმდენად დიდია, რომ მისი გეომეტრია სიბრტყეს უახლოვდება. ამ შემთხვევაში კარბანიონის ცენტრის ნახშირბადის ატომი ცვლის ჰიბრიდიზაციას sp 3-დან sp 2-მდე.
