Rezonans teorisi-XX yüzyılın 30'lu yıllarında yaratılan organik kimyada idealist teori. Amerikalı fizikçi ve kimyager L. G. Gowling'in okulunda eğitim görmüş ve bazı burjuva kimyacılar tarafından benimsenmiştir. Bu teori, 20'li yılların ortalarında İngiliz fizikçi ve kimyager K. Ingold tarafından ortaya çıkan ve rezonans teorisiyle aynı metodolojik temele sahip olan mezomerizm teorisiyle birleşti. Rezonans teorisinin taraftarları, (q.v.)'yi, büyük Rus kimyagerinin (q.v.) moleküllerinin kimyasal yapısının materyalist ve diyalektik teorisinin geliştirilmesi için değil, atomlar arası mesafeleri, yön değerlerini, molekül içindeki atomların karşılıklı etkilerini, hızları inceleyerek kullanırlar. ve kimyasal reaksiyonların yönleri vb. Kuantum mekaniği kullanılarak elde edilen verileri tahrif ederek Butlerov'un teorisinin güncelliğini yitirdiğini kanıtlamaya çalışıyorlar.
Rezonans teorisinin taraftarları, öznel idealist düşüncelere dayanarak, birçok kimyasal bileşiğin molekülleri için nesnel gerçekliği yansıtmayan formül dizileri (“durumlar” veya “yapılar”) ortaya çıkardılar. Rezonans teorisine göre, bir molekülün gerçek durumunun kuantum mekaniksel etkileşimin, bu hayali "durumların" veya "yapıların" "rezonansının", "süperpozisyonunun" veya "süperpozisyonunun" sonucu olduğu varsayılır. Ingold'un mezomerizm teorisine göre, bazı moleküllerin gerçek yapısının, her biri gerçeğe karşılık gelmeyen iki "yapı" arasında bir ara madde olduğu kabul edilir. Sonuç olarak rezonans teorisi, birçok bireysel maddenin molekülünün gerçek yapısını tek bir formülle ifade etme olasılığını agnostik olarak reddeder ve öznel idealizm açısından bunun yalnızca bir dizi formülle ifade edildiğini kanıtlar.
Rezonans teorisinin yazarları kimyasal yasaların nesnelliğini reddederler. Pauling'in öğrencilerinden J. Ueland, "aralarında rezonans bulunan yapıların yalnızca zihinsel yapılar olduğuna", "rezonans fikrinin diğer fiziksel teorilere göre daha spekülatif bir kavram olduğuna" dikkat çekiyor. Molekülün kendine özgü herhangi bir özelliğini yansıtmaz, ancak bir fizikçi veya kimyacının kendi rahatlığı için icat ettiği matematiksel bir yöntemdir." Böylece Ueland, rezonans fikrinin subjektivist doğasını vurguluyor ve aynı zamanda buna rağmen rezonans fikrinin, söz konusu moleküllerin gerçek durumunu anlamak için sözde faydalı olduğunu savunuyor. Gerçekte, bu öznelci teorilerin her ikisi de (mezomerizm ve rezonans), gerçek kimya biliminin hedeflerinden herhangi birine hizmet edemez - moleküllerin içindeki atomların ilişkilerini, bir moleküldeki atomların karşılıklı etkisini, atomların ve moleküllerin fiziksel özelliklerini vb. yansıtır. .
Bu nedenle rezonans mezomerizm teorisinin 25 yılı aşkın süredir varlığını sürdürmesi bilime ve uygulamaya hiçbir fayda sağlamamıştır. Aksi olamazdı, çünkü N. Bohr'un idealist “tamamlayıcılık” ve P. Dirac'ın “süperpozisyon” ilkeleriyle yakından bağlantılı olan rezonans teorisi, “(bkz.)'ün organik kimyaya bir uzantısıdır ve aynı özelliklere sahiptir. Metodolojik Mach temeli. Rezonans teorisinin bir diğer metodolojik kusuru da mekanizmasıdır. Bu teoriye göre organik bir molekülde belirli niteliksel özelliklerin varlığı reddedilmektedir. Özellikleri, kendisini oluşturan parçaların özelliklerinin basit bir toplamına indirgenir; niteliksel farklılıklar salt niceliksel farklılıklara indirgenir. Daha kesin olarak, organik maddede meydana gelen karmaşık kimyasal süreçler ve etkileşimler burada kimyasal formlardan daha basit, maddenin hareketinin fiziksel formlarına - elektrodinamik ve kuantum mekanik olaylara indirgenir. G. Airpgh, J. Walter ve J. Cambellen “Kuantum Kimyası” kitabında daha da ileri gittiler.
Kuantum mekaniğinin sözde kimya problemlerini uygulamalı matematik problemlerine indirgediğini ve yalnızca matematiksel hesaplamaların çok karmaşık olması nedeniyle indirgemenin her durumda gerçekleştirilmesinin mümkün olmadığını iddia ediyorlar. Kimyayı fiziğe indirgeme fikrini geliştiren ünlü kuantum fizikçisi ve “fiziksel” idealist E. Schrödinger, “Fizik açısından hayat nedir?” adlı kitabında. Maddenin daha yüksek hareket biçimlerinin daha düşük olanlara mekanik olarak indirgenmesi için geniş bir sistem sağlar. (Bkz.)'a göre yaşamın temeli olan biyolojik süreçleri genlere, genleri oluştukları organik moleküllere, organik molekülleri ise kuantum mekaniksel olaylara indirgemektedir. Sovyet kimyagerleri ve filozofları, kimyanın gelişimini engelleyen idealist mesomoria-rezonans teorisine karşı aktif olarak mücadele ediyorlar.
Rezonans teorisi- elektronların moleküllerdeki (karmaşık iyonlar veya radikaller dahil) dağılımının, iki elektronlu kovalent bağların farklı konfigürasyonlarına sahip kanonik yapıların bir kombinasyonu (rezonans) olduğu kimyasal bileşiklerin elektronik yapısı teorisi. Bir molekülün elektronik yapısını tanımlayan rezonans dalga fonksiyonu, kanonik yapıların dalga fonksiyonlarının doğrusal bir birleşimidir.
Başka bir deyişle, bir moleküler yapı, olası bir yapısal formülle değil, tüm alternatif yapıların bir kombinasyonu (rezonans) ile tanımlanır. Rezonans teorisi, kimyasal terminoloji ve klasik yapısal formüller aracılığıyla, karmaşık bir molekülün yaklaşık dalga fonksiyonunu oluşturmak için tamamen matematiksel prosedürü görselleştirmenin bir yoludur.
Kanonik yapıların rezonansının sonucu, molekülün temel durumunun stabilizasyonudur; bu tür rezonans stabilizasyonunun bir ölçüsü rezonans enerjisi- Molekülün temel durumunun gözlemlenen enerjisi ile kanonik yapının temel durumunun minimum enerjiyle hesaplanan enerjisi arasındaki fark. Kuantum mekaniği açısından bu, her biri kanonik yapılardan birine karşılık gelen dalga fonksiyonlarının doğrusal bir kombinasyonu olan daha karmaşık bir dalga fonksiyonunun, minimum enerjili yapının dalga fonksiyonundan daha doğru bir şekilde molekülü tanımladığı anlamına gelir.
1 / 3
Rezonans Teorisi
Rezonans yapıları, bölüm I
Mezomerik etki (konjugasyon etkisi). Bölüm 1.
Bir benzen molekülü çizelim. Ve bu molekülde bizim için hangi ilginç süreçlerin gerçekleştiğini düşünelim. Yani benzen. Döngüde altı karbon atomu vardır. Döngüdeki birinci, ikinci, üçüncü, dördüncü, beşinci ve altıncı karbonlar. Benzeni bu kadar özel kılan şey nedir? Onu sikloheksandan farklı kılan nedir? Elbette döngüdeki üç çift bağdan bahsediyoruz. Bu iki karbonun bir çift bağla bağlandığını varsayacağız; bu atomlar arasında ve bu karbonlar arasında da bir çift bağ vardır. Hidrojenleri yalnızca orada olduklarını hatırlamak için çizeceğiz. Onları zar zor farkedilecek şekilde çizelim. Peki bu karbona kaç hidrojen eklenecek? Bir, iki, üç değerlik elektronu zaten işin içindedir. Bu nedenle karbon yalnızca bir hidrojene bağlanır. Burada her şey aynı. Sadece bir hidrojen. Sadece dört değerlik elektronu vardır. Burada da benzer. Sanırım sistemi zaten anladınız. Her karbonun karbon atomlarına toplam üç bağı vardır: iki karbon atomuna iki tek bağ ve bir başka çift bağ. Buna göre dördüncü bağ hidrojen ile oluşur. Bütün hidrojen atomlarını buraya çizeyim. Dikkatimizi dağıtmasınlar diye koyu renkle gösterelim. Şimdi benzeni çizdik. Gelecekte bununla birden çok kez karşılaşacağız. Ancak bu videoda benzenin ilginç bir özelliğine bakacağız veya en azından bakmaya çalışacağız ve bu da elbette rezonanstır. Bu özellik benzene özgü olmayıp birçok organik molekülün özelliğidir. Sadece benzen belki de bunların en ilgincidir. Şimdi bu molekülde neler olabileceğini düşünelim. Bu elektronla başlayalım. Farklı bir renkle vurgulayalım. Bu elektron için maviyi seçelim. İşte bu elektron. Ya bu elektron bu karbona doğru hareket ederse? Bu karbon bağı koparmaz, sadece buraya hareket edecek bir elektronu tutar. Yani bu elektron buraya taşındı. Artık bu karbonun gereksiz bir beşinci elektronu var. Bu nedenle buraya bir elektron taşınmıştır. Şimdi bu karbonun beş elektronu var. Dolayısıyla bu elektron, ilk elektronunu kaybeden orijinal karbon atomuna geri dönecektir. Sonuç olarak tüm karbon atomları aynı kaldı. Eğer bu gerçekleşirse şuna benzer bir yapıya sahip olacağız. İşlem her iki yönde de gerçekleşebileceği için çift ok çizeceğim. Karbon zinciriyle başlayalım. Yani birinci karbon, ikinci, üçüncü, dördüncü, beşinci ve son olarak altıncı karbon. Soldaki resimde çift bağ buradaydı ve şimdi buraya taşınmış durumda. Farkı vurgulamak için bu çift bağı maviyle çizelim. Şimdi çift bağ burada. Bu mavi elektron buraya taşındı. Bu mavi elektron yukarı doğru hareket etti. Daha fazla netlik için bunları farklı renklerde gösterelim. Diyelim ki bu elektron yeşil olacak. Yeşil elektron bu karbon atomundan bu karbon atomuna göç etti. Bunun nasıl olduğunu hayal edebiliyoruz. Şimdi bu karbon atomunun üzerinde bulunan ama şimdi yer değiştirip buradaki başka bir karbona giden mor elektrona bakalım. Buna göre, bu okun bize gösterdiği gibi çift bağ da kaymıştır. Geriye mavi elektronu dikkate almak kalıyor. Bu mavi elektron ilk karbona doğru hareket eder. Ve çift bağ da buraya doğru hareket ediyor. Doğal olarak çok çok benzer iki molekülümüz var. Aslında aynı moleküldür, sadece baş aşağıdır. Bizi daha çok ilgilendiren şey, bu çift bağların kademeli olarak ileri geri hareket ederek kâh bu yapıyı, kâh şunu oluşturmasıdır. Ve bunu her zaman yapıyorlar. Çift bağlar sürekli hareket halindedir. Benzenin gerçeği ise bu yapıların hiçbirinin gerçekte olanı temsil etmemesidir. Benzen belirli bir geçiş durumundadır. Benzenin gerçek yapısı daha çok buna benziyor. Şimdi karbonları ve hidrojenleri çizmeyeceğim. İlk resimde onları göstermeye başladığım için buraya sadece hidrojenleri çizelim. O halde buraya hidrojenleri çizelim. Onları unutmayalım. Her ne kadar bu hidrojenlerin varlığı her zaman ima edilse de. Hidrojenlerle işimiz bitti. Yine bu halkayı örnek olarak kullanırsak, karbonları ve hidrojenleri ima ettikleri için çizmemize gerek yok. Yani benzenin gerçek yapısı bununla bunun arasındadır. Ve aslında her karbon arasında yarım çift bağ olacaktır. Yani aslında yapı buna benziyor. Burada yarım çift bağ olacak, burada yarım çift bağ olacak, burada yarım çift bağ olacak, burada da aynı ve burada da yarım çift bağ olacak. Neredeyse bitti. Ve işte çift bağın yarısı. Aslında benzen molekülünde elektronlar tüm halkanın etrafında sürekli hareket halindedir. Ve bir yapıdan diğerine geçmeyi kastetmiyorum. Enerjisi minimum olan gerçek yapı burada sunulmaktadır. Yani bu Lewis yapıları, her ne kadar onlara kanonik yapılar demek daha doğru olsa da, çünkü tüm elektronları çizmedim. Örneğin bir mekanizmayı ele aldığımızda genellikle benzeni bu şekilde çizeriz. Ancak bu iki yapının rezonansının bir sonucu olarak gerçekliğe karşılık gelen bir geçiş yapısı elde ettiğimizi anlamak önemlidir. Bu sadece benzen için geçerli değil. Çok sayıda örnek verilebilir. Ama konuyu kavramak için bir tanesine daha bakacağız. Karbonat iyonunu ele alalım. Rezonans yapılarını göstermek için oldukça çarpıcı bir örnek. Yani karbonat iyonu. Karbon, oksijen atomlarından birine çift bağla, diğer oksijen atomlarına ise iki tek bağla bağlanır. Ve bu iki oksijenin ekstra elektronları var. Bu oksijen atomunun bir, iki, üç, dört beş, altı değerlik elektronu olacak... Aslında elbette yedi değerlik elektronu olacak. Hadi bir daha yapalım. Bir, iki, üç, dört, beş, altı, yedi değerlik elektronu. Ve fazladan bir elektron negatif yüke neden olur. Aynı durum bu atom için de geçerlidir. Bir, iki, üç, dört, beş, altı, yedi değerlik elektronu vardır. Bir ekstra. Bu, negatif bir yük olacağı anlamına gelir. Bu rezonans yapısına veya kanonik yapıya daha yakından bakalım. Daha önce de belirttiğimiz gibi bu oksijen nötrdür. Ve altı değerlik elektronu vardır. Bir iki üç dört beş altı. Bu elektronlardan birinin karbona giderek karbonun elektronunu üstteki oksijene bağışlamasına neden olduğunu düşünelim. Yani bu elektronun karbona doğru hareket ettiği bir durumu hayal edebiliyoruz. Ve karbon bir elektron daha kazandığında, aynı zamanda karbon atomu da elektronunu buradaki üst oksijene aktaracaktır. Böyle bir süreç yaşanırsa yapı nasıl değişecek? Yani eğer elektronlar bu şekilde hareket ederse göreceğimiz şey budur. Karbonla başlayalım. Şimdi buradaki karbonun yalnızca tek bir bağı var. Burada oksijen çekiyoruz. Oksijenin altı değerlik elektronu vardır. Bir, iki, üç, dört, beş, altı elektron. Ama şimdi başka bir tane daha var, bu mavi olan. Böylece, oksijenin artık fazladan bir yedinci elektronu olduğundan, oksijenin negatif yüke sahip olmasını sağlıyoruz. Elektronunu karbona veren bu oksijen, karbon atomuyla çift bağ oluşturur. Bu renkle yeni bir bağlantı kuralım. Yani karbonun çift bağı alttaki oksijenle birliktedir. Oksijen bir elektron verdi, dolayısıyla artık altı değerlik elektronu var. Bir iki üç dört beş altı. Ve şimdi oksijenin nötr bir yükü var. Soldaki bu oksijene hiçbir şey olmadı. O halde kopyalayıp yapıştıralım. Önce kopyalıyoruz, şimdi yapıştırıyoruz. Bu oksijen burada kalır. Yukarıdaki başka bir oksijenden gelebilecek ek bir elektrona sahip bu oksijenin, ek elektronunu karbon atomuna vereceği bir durumu hayal edelim. Ve sonra karbon diğer oksijenle olan çift bağı kıracak. Bu durumda bununla. Bunu çizeyim. Bu elektronun karbona gitmesi gibi bir durum olabilir... Çift bağ oluşur. Ve sonra karbon elektronlarından birinden vazgeçecek. Bu elektron oksijene geri dönecektir. Ne olacak? Bu gerçekleşirse son yapı bu şekilde görünecektir. Oksijene tek bağlı olan ve bir, iki, üç, dört, beş, altı, yedi değerlik elektronuna sahip olan karbonla başlayalım. Burada her şey aynı. Buna rezonans reaksiyonu diyebilirsiniz ya da başka bir şey diyebilirsiniz. Burada hala negatif bir yük var. Şimdi bu oksijene geçelim. Elektronunu geri aldı. Ve şimdi yine yedi değerlik elektronu var. Yine bir, iki, üç, dört, beş, altı, yedi değerlik elektronu. Oksijene geri dönen elektronu etiketleyelim. Mor yapalım. Ve şimdi oksijenin negatif yükü var. Bu oksijen de karbona bir elektron verdi. Ve yeni bir ikili bağ kurdu. İşte bu oksijenin karbona olan çift bağı. Oksijen bir elektron verdi, dolayısıyla artık bir, iki, üç, dört, beş, altı değerlik elektronu ve bir nötr yükü var. Bütün bu yapılar birbirine dönüşüyor. Hatta bundan bu yapıyı da elde edebiliriz. Bu yapılardan biriyle başlayarak diğerini alabiliriz. Karbonat iyonunda olan da tam olarak budur. Bunun bir karbonat iyonu olduğunu yazayım. Yani gerçek yapısı bu üçünün arasında bir şeydir. Karbonat iyonunun yapısı aslında buna benziyor. Burada üç oksijene bağlı karbon var. Üç oksijenin ve karbonun her biri arasında bir bağ kuruyoruz. Ve sonra her C-O bağı üçte bir çift bağ karakterine sahip olacaktır. Bağlantının üçte biri. Pek alışılagelmiş bir kayıt değil ama gerçeğe olabildiğince yakın. Zamanın üçte biri elektron burada olacaktır. Kalan üçte ikilik sürede oksijen atomları bu elektrona eşit derecede sahip olacak. Her oksijenin -2/3 yüküne sahip olduğuna inanılmaktadır. Genellikle elbette bu yapılardan birini çizerler çünkü tamsayılarla çalışmak uygundur. Ancak gerçekte karbonat iyonları rezonansa tabidir. Elektronlar aslında sürekli olarak bir C-O bağından diğerine hareket ediyor. Bu molekülü daha kararlı hale getirir. Bu yapının enerjisi yukarıda verilenlerden herhangi birinin enerjisinden daha azdır. Aynı durum benzen için de geçerlidir. Bu geçiş yapısının enerjisi bunların herhangi birinin enerjisinden daha düşüktür ve bu nedenle benzenin bu formu yukarıda gösterilenlerden daha kararlıdır. Amara.org topluluğunun altyazıları
Rezonans fikri, 1926 yılında Werner Heisenberg tarafından helyum atomunun kuantum durumlarını tartışırken kuantum mekaniğine tanıtıldı. Helyum atomunun yapısını rezonans yapan harmonik osilatörün klasik sistemiyle karşılaştırdı.
Heisenberg modeli Linus Pauling (1928) tarafından moleküler yapıların elektronik yapısını tanımlamak için uygulandı. Değerlik şeması yöntemi çerçevesinde Pauling, π bağlarının elektron yoğunluğunun delokalizasyonu mekanizması yoluyla bir dizi molekülün geometrisini ve fizikokimyasal özelliklerini başarıyla açıkladı.
Aromatik bileşiklerin elektronik yapısını tanımlamak için benzer fikirler Christopher Ingold tarafından önerildi. 1926-1934'te Ingold, geleneksel değerlik kavramlarına uymayan karmaşık organik bileşik moleküllerinin yapısını açıklamak için tasarlanmış alternatif bir elektronik yer değiştirme teorisi (mezomerizm teorisi) geliştirerek fiziksel organik kimyanın temellerini attı. Ingold tarafından elektron yoğunluğunun yer değiştirmesi olgusunu belirtmek için önerilen terim " mezomerizm"(1938), ağırlıklı olarak Alman ve Fransız edebiyatında kullanılır ve İngilizce ve Rusçada hakimdir " rezonans" Ingold'un mezomerik etki hakkındaki fikirleri rezonans teorisinin önemli bir parçası haline geldi. Alman kimyager Fritz Arndt sayesinde, çift başlı okların kullanıldığı mezomerik yapılar için artık genel kabul görmüş tanımlamalar tanıtıldı.
Savaş sonrası SSCB'de rezonans teorisi, ideolojik kampanyalar çerçevesinde zulmün hedefi haline geldi ve "idealist", diyalektik materyalizme yabancı ve bu nedenle bilim ve eğitimde kullanılması kabul edilemez olarak ilan edildi:
İdealist ve agnostik olan "rezonans teorisi", Butlerov'un materyalist teorisine, onunla uyumsuz ve uzlaşmaz olduğu için karşı çıkıyor;... "rezonans teorisinin" destekçileri onu görmezden geldi ve özünü çarpıttı. “Rezonans teorisi” tamamen mekaniktir. organik maddenin niteliksel, spesifik özelliklerini inkar ediyor ve tamamen yanlış bir şekilde organik kimya yasalarını kuantum mekaniği yasalarına indirgemeye çalışıyor...
...Organik kimyadaki mezomerik rezonans teorisi, biyolojideki Weismannizm-Morganizm gibi genel gerici ideolojinin ve aynı zamanda yakından bağlantılı olduğu modern “fiziksel” idealizmin aynı tezahürüdür.
Her ne kadar rezonans teorisine yönelik zulüm bazen "Kimyada Lysenkoizm" olarak adlandırılsa da, bu zulümlerin tarihi, biyolojide genetiğe yapılan zulümden bir takım farklılıklara sahiptir. Lauren Graham'ın belirttiği gibi: "Kimyagerler bu ciddi saldırıyı savuşturmayı başardılar. Teorinin modifikasyonları doğası gereği oldukça terminolojikti. 50'li yıllarda kimyagerler, rezonans teorisine yönelik eleştirileri çürütmeden, "" terimini kullanarak benzer teorik (kuantum kimyası dahil) yapılar geliştirdiler.
Kırklı yıllarda organik kimya ve makromoleküler bileşiklerin kimyası alanında bilimsel bir atılım yaşandı. Niteliksel olarak yeni malzemeler yaratılıyor. Polimerlerin fiziğini ve kimyasını geliştirme süreci devam ediyor ve makromoleküllerin teorisi oluşturuluyor. Bu alandaki bilimsel başarılar, ulusal ekonomideki niteliksel dönüşümlerin temellerinden biri haline geliyor. Ve ideologların güçlü bir önleyici saldırı gerçekleştirdikleri yerin burası olması tesadüf değil.
Bunun bahanesi, ünlü kimyager ve Nobel ödüllü Linus Pauling'in 1928'de ortaya attığı rezonans teorisiydi. Bu teoriye göre, yapısı, elektron çiftlerinin çekirdekler arasında dağılma şekli farklı olan çeşitli yapısal formüller şeklinde temsil edilebilen moleküller için, gerçek yapı, yapıların hiçbirine karşılık gelmez, ancak bunların arasında bir yerde bulunur. Her yapının katkısı, doğası ve göreceli stabilitesi tarafından belirlenir. Rezonans teorisi (ve ona yakın olan Ingold'un mezomerizm teorisi), yapısal kavramların uygun bir sistematizasyonu olarak büyük önem taşıyordu. Bu teori kimyanın, özellikle de organik kimyanın gelişmesinde önemli bir rol oynadı. Aslında kimyacıların onlarca yıldır konuştuğu bir dil geliştirdi.
İdeologların baskı ve tartışmalarının derecesi hakkında bir fikir, /35/'deki “Rezonans Teorisi” makalesinden alıntılarla verilmektedir:
"Rezonans teorisinin taraftarları, subjektif idealist düşüncelere dayanarak, birçok kimyasal bileşiğin molekülleri için nesnel gerçekliği yansıtmayan "durumlar" veya "yapılar" için formül dizileri buldular. Rezonans teorisine uygun olarak, gerçek Bir molekülün durumunun kuantum mekaniksel etkileşimin, bu hayali "durumların" veya "yapıların" "rezonansının", "süperpozisyonunun" veya "süperpozisyonunun" sonucu olduğu varsayılır.
… N. Bohr'un idealist "tamamlayıcılık" ve P. Dirac'ın "süperpozisyon" ilkeleriyle yakından bağlantılı olan rezonans teorisi, "fiziksel" idealizmin organik kimyaya uzantısıdır ve aynı metodolojik Machçı temele sahiptir.
Rezonans teorisinin bir diğer metodolojik kusuru da mekanizmasıdır. Bu teoriye göre organik bir molekülde belirli niteliksel özelliklerin varlığı reddedilmektedir. Özellikleri, kendisini oluşturan parçaların özelliklerinin basit bir toplamına indirgenir; niteliksel farklılıklar salt niceliksel farklılıklara indirgenir. Daha kesin olarak, organik maddede meydana gelen karmaşık kimyasal süreçler ve etkileşimler burada kimyasal formlardan daha basit, maddenin hareketinin fiziksel formlarına - elektrodinamik ve kuantum mekanik olaylara indirgenir. Kimyayı fiziğe indirgeme fikrini geliştiren ünlü kuantum fizikçisi ve “fiziksel” idealist E. Schrödinger, “Fizik açısından hayat nedir?” adlı kitabında. Annelerin daha yüksek hareket biçimlerinin daha düşük olanlara böyle mekanik bir şekilde azaltılması için geniş bir sistem sağlar. Weismannizm-Morganizm'e uygun olarak yaşamın temelini oluşturan biyolojik süreçleri genlere, genleri oluştukları organik moleküllere, organik molekülleri ise kuantum mekaniksel olaylara indirgemektedir."
İki nokta ilginç. İlk olarak, standart idealizm suçlamalarına ek olarak, burada en önemli rol, kimyada fiziksel ve kimyasal, fiziksel ve kimyasal yöntemlerin kullanımına fiilen yasak getiren hareket biçimlerinin özgüllüğü ve niteliksel özellikleri hakkındaki tez tarafından oynanır. biyoloji vb. İkinci olarak, rezonans teorisini Weismannizm-Morganizm ile birleştirmeye, yani ileri bilimsel eğilimlere karşı birleşik bir mücadele cephesinin temelini atmaya çalışılıyor.
Kötü şöhretli "yeşil ciltte" B. M. Kedrov'un /37/ "rezonans teorisine" ayrılmış bir makalesi var. Bu “korkunç” teorinin beraberinde getirdiği sonuçları anlatıyor. Bu makalenin son derece aydınlatıcı sonuçlarını sunalım.
1. “Rezonans teorisi” öznel-idealisttir, çünkü hayali bir görüntüyü nesneye dönüştürür; nesneyi yalnızca destekçilerinin kafasında var olan matematiksel bir temsille değiştirir; nesneyi -organik molekülü- bu temsile bağımlı hale getirir; bu fikre kafamızın dışında bağımsız bir varoluş atfeder; ona hareket etme, etkileşimde bulunma, üst üste gelme ve yankılanma yeteneği verir.
2. "Rezonans teorisi" agnostiktir, çünkü prensipte tek bir nesnenin (organik bir molekül) ve onun yapısının tek bir yapısal görüntü, tek bir yapısal formül biçiminde yansıtılma olasılığını reddeder; tek bir nesnenin böyle tek bir görüntüsünü reddeder ve onun yerine bir dizi hayali "rezonans yapıları" koyar.
3. İdealist ve agnostik olan "Rezonans Teorisi", Butlerov'un materyalist teorisine uyumsuz ve uzlaşmaz olduğu için karşı çıkıyor; Butlerov'un teorisi kimyadaki her türlü idealizm ve agnostisizmle temelden çeliştiğinden, "rezonans teorisinin" destekçileri onu görmezden geldi ve özünü çarpıttı.
4. "Rezonans teorisi" tamamen mekaniktir. organik maddenin niteliksel, spesifik özelliklerini inkar eder ve tamamen yanlış bir şekilde organik kimya yasalarını kuantum mekaniği yasalarına indirgemeye çalışır; Bu aynı zamanda Butlerov'un teorisinin "rezonans teorisi" taraftarları tarafından reddedilmesiyle de ilgilidir. Çünkü Butlerov'un teorisi, özü itibarıyla diyalektiktir ve modern mekanikçiler tarafından reddedilen organik kimyanın spesifik yasalarını derinlemesine ortaya koymaktadır.
5. Özünde, Ingold'un mezomerizm teorisi, Pauling'in ilkiyle tek bir mezomerik rezonans teorisinde birleşen "rezonans teorisi" ile örtüşmektedir. Burjuva ideologları nasıl biyolojideki tüm gerici akımları ayrı ayrı hareket etmeyecek şekilde bir araya getirip Weismannizm-Morganizm birleşik cephesi altında birleştirdilerse, aynı şekilde organik kimyadaki gerici akımları da bir araya getirerek birleşik bir destekçi cephesi oluşturdular. Pauling-Ingold'un. Mezomerizm teorisinin materyalist olarak yorumlanabileceği temelinde mezomerizm teorisini "rezonans teorisinden" ayırmaya yönelik herhangi bir girişim büyük bir hatadır ve bu aslında ideolojik rakiplerimize yardımcı olur.
6. Organik kimyadaki mezomerik rezonans teorisi, biyolojideki Weismannizm-Morganizm gibi genel gerici ideolojinin ve yakından bağlantılı olduğu modern "fiziksel" idealizmin aynı tezahürüdür.
7. Sovyet bilim adamlarının görevi, organik kimyada idealizme ve mekanizmaya karşı, moda burjuva, gerici eğilimler karşısında alçalmaya karşı, mezomerik rezonans teorisi gibi Sovyet bilimine ve dünya görüşümüze düşman teorilere karşı kararlılıkla mücadele etmektir...”
"Rezonans teorisi" etrafındaki durumun belirli bir keskinliği, suçlamaların bilimsel açıdan açıkça aşırıya kaçması nedeniyle yaratıldı. Felsefeyle hiçbir ilgisi olmayan, yalnızca yaklaşık bir model yaklaşımıydı. Ancak gürültülü bir tartışma başladı. L.A. Blumenfeld onun hakkında şöyle yazıyor /38/:
"Bu tartışma sırasında, rezonans teorisinin sadece idealist olmadığını (tartışmanın ana nedeni buydu), aynı zamanda kuantum mekaniğinin temelleriyle çeliştiği için cahil olduğunu savunan bazı fizikçiler konuştu. Bu bağlamda öğretmenlerim, Ya Bu tartışmanın ağırlıklı olarak kendisine yöneltildiği K. Syrkin ve M E. Dyatkina, beni de yanlarına alarak bu konudaki fikrini öğrenmek için Igor Evgenievich Tamm'a geldiler.Burada belki de en önemli şey, bu konuda herhangi bir tereddüt yaşanmamasıydı. Mutlak bilimsel vicdanlılık, "fiziksel züppeliğin tamamen yokluğu, her türlü fırsatçı düşüncenin etkisinden muaf olma ve doğal iyilikseverlik - tüm bunlar otomatik olarak Tamm'ı neredeyse "mümkün olan tek hakem" haline getirdi. Rezonans teorisinde önerilen açıklama yönteminin kuantum mekaniğindeki hiçbir şeye aykırı olmadığını, burada idealizmin olmadığını ve kendisine göre hiçbir şekilde tartışılacak bir konu olmadığını söyledi. Daha sonra haklı olduğu herkes tarafından anlaşıldı. Ancak bilindiği üzere tartışmalar devam etti. Rezonans teorisinin sahte bilim olduğunu iddia eden insanlar vardı. Bunun yapısal kimyanın gelişimi üzerinde olumsuz bir etkisi oldu..."
Aslında tartışılacak bir konu yok ama görev makromoleküler kimya uzmanlarına darbe indirmek. Ve bu nedenle B. M. Kedrov, rezonans teorisini değerlendirirken V. I. Lenin'in yorumunda büyük bir adım attı /37/:
"Soyutlama sözcüğüne sarılan yoldaşlar dogmatist gibi davrandılar. Mezomerizm teorisinin hayali "yapılarının" soyutlamalar, hatta soyutlamanın meyveleri olduğu gerçeğini, Lenin'in bilimsel soyutlama hakkında söyledikleriyle karşılaştırdılar ve şu sonuca vardılar: Bilimde soyutlamalar gerekli olduğuna göre, yani mesomerizm teorisinin hayali yapılarıyla ilgili soyut kavramlar da dahil olmak üzere her türlü soyutlamaya izin var demektir.İşte bu soruyu, konunun özüne aykırı, tam tersi, tam anlamıyla böyle çözmüşler. Lenin'in boş ve saçma soyutlamaların zararlılığı, soyut kavramları idealizme dönüştürme tehlikesi hakkındaki doğrudan talimatlarına.Tam da soyut kavramları idealizme dönüştürme eğilimi hem mesomerizm teorisinde hem de rezonans teorisinde en başından beri mevcut olduğu için , bu teorilerin her ikisi de sonunda bir araya geldi."
İdealizmin farklı olabilmesi ilginçtir. Butlerov'un /32/ makalesinde şunu söylüyor; Sovyet kimyagerlerinin idealist rezonans teorisine karşı mücadelelerinde Butlerov'un teorisine güvendikleri. Ancak öte yandan, "kimya ile ilgili olmayan genel felsefi konularda Butlerov'un bir idealist, maneviyatın destekçisi olduğu" ortaya çıktı. Ancak ideologlar için hiçbir çelişki rol oynamaz. İleri bilime karşı mücadelede her yol iyiydi.
Koordinasyon teorisinin temel hükümleri
Herhangi bir karmaşık bileşiğin molekülünde, genellikle pozitif yüklü iyonlardan biri merkezi bir konumda bulunur ve denir. kompleks yapıcı ajan veya merkezi iyon. Karmaşık bileşiklerin her zaman iyonlardan oluştuğu söylenemez; aslında kompleksi oluşturan atom ve moleküllerin etkin yükleri genellikle küçüktür. Bu nedenle terimini kullanmak daha doğrudur. merkezi atom.Çevresinde yakınlarda belirli sayıda zıt yüklü iyon veya elektriksel olarak nötr moleküller bulunur veya dedikleri gibi koordine edilir. ligandlar(veya ekler) ve şekillendirme iç koordinasyon alanı. Merkezi iyonu çevreleyen ligandların sayısına denir. koordinasyon numarası (cn.)
İç Küre kompleks çözünme sonrasında büyük ölçüde stabil kalır. Sınırları köşeli parantezlerle gösterilmiştir. İyonlar mevcut dış küre, kolayca çözümlere bölünür. Bu nedenle iç kürede iyonların bağlı olduğunu söylüyorlar iyonik olmayan ve harici olarak – iyonojenik.Örneğin:
Diyagramdaki oklar sembolik olarak koordinasyonu veya bağışçı-alıcı bağlarını temsil eder.
Basit ligandlara, örneğin H 2 O, NH 3, CN - ve Cl - denir tek dişli,çünkü her biri yalnızca bir koordinasyon bağlantısı oluşturabiliyor (iç koordinasyon alanında tek bir yeri işgal ediyorlar). Merkezi atomla 2 veya daha fazla koordinasyon bağı oluşturan ligandlar vardır. Bu tür ligandlara denir iki ve çok dişli.İki dişli ligandların örnekleri şunları içerir:
oksalat iyonu C 2 O 4 2- Ve etilendiamin molekülü C 2 N 2 H 8
Kural olarak karmaşık iyonlar oluşturma yeteneği d - elemanlar, ama sadece o değil; Al ve B de karmaşık iyonlar oluşturur. D elementlerinin oluşturduğu kompleks iyonlar elektriksel olarak nötr, pozitif veya negatif yüklü olabilir:
Anyonik komplekslerde, merkezi metal atomunu belirtmek için Latince adı kullanılır ve katyonik komplekslerde Rusça adı kullanılır.
Karmaşık bir iyonda bulunan yükler iyon boyunca yer değiştirir. Açıklama için
benzer iyonlarda kimyasal bağ kullanılır rezonans yapısı, bu, olası tüm elektron dağılımlarının bir melezidir. Farklı dağılımlara denir kanonik yapılar.
Örneğin nitrat iyonu aşağıdaki kanonik ve rezonans yapılarına sahiptir:
kanonik yapılar rezonans yapısı
Karmaşık bir iyonun yükü, merkezi atomun yükü ile ligandların yüklerinin cebirsel toplamına eşittir, örneğin:
4- → yük = (+2) + 6(-1) = -4
3+ → yük = (+3) + 6(0) = +3
Bazı ligandlar merkezi bir atomla siklik yapılar oluşturma yeteneğine sahiptir. Ligandların bu özelliğine denir. şelatlama yeteneği, ve bu tür ligandların oluşturduğu bileşiklere denir şelat bileşikleri(pençe şeklinde). Merkezi atomu bir kanserin pençeleri gibi yakalayan iki ve çok dişli bir ligand içerirler:
Şelat grubu ayrıca merkezi atomun döngünün bir parçası olduğu, ligandlarla çeşitli şekillerde kovalent bağlar oluşturan, donör-alıcı ve eşleşmemiş elektronlar nedeniyle (değişim mekanizması) kompleks içi bileşikleri de içerir. Bu tür kompleksler amino asitlerin karakteristiğidir. Böylece glisin (aminoasetik asit) Cu 2+, Pt 2+, Rh 3+ iyonlarıyla şelatlar oluşturur, örneğin:
renkli filmlerin boyanması ve yapılması için metal. Analitik kimyada yaygın olarak kullanılırlar ve doğadaki yerleri de büyüktür. Dolayısıyla hemoglobin, bir globin proteini ile ilişkili bir hem kompleksinden oluşur. Heme'de merkezi iyon, çevresinde 4 nitrojen atomunun koordine edildiği ve siklik gruplara sahip karmaşık bir liganda ait olan Fe +2'dir. Hemoglobin oksijeni geri dönüşümlü olarak bağlar ve onu akciğerlerden dolaşım sistemi yoluyla tüm dokulara iletir.
Bitkilerde fotosentez işlemlerine katılan klorofil de benzer yapıdadır ancak merkezi iyon olarak Mg2+ içerir.
Merkezi iyonun yükü (daha kesin olarak merkezi atomun oksidasyon durumu), koordinasyon sayısını etkileyen ana faktördür.
| +1 +2 +3 +4 | → → → → | 4;6 6;4 |
En sık görülen koordinasyon sayıları kırmızıyla işaretlenmiştir. Koordinasyon numarası belirli bir kompleks oluşturucu madde için sabit bir değer değildir, aynı zamanda ligandın doğası ve elektronik özellikleri tarafından da belirlenir. Aynı kompleks oluşturucu maddeler veya ligandlar için bile koordinasyon sayısı, toplanma durumuna, bileşenlerin konsantrasyonuna ve çözeltinin sıcaklığına bağlıdır.
Karmaşık bir iyonun geometrik şekli, merkez atomunun koordinasyon sayısına bağlıdır. cn = 2 olan kompleksler doğrusal bir yapıya sahiptir, cn = 4 olanlar genellikle dört yüzlüdür, ancak cn = 4 olan bazı kompleksler düz kare yapıya sahiptir. Cn = 6 olan kompleks iyonlar çoğunlukla oktahedral bir yapıya sahiptir.
kch = 2 kch = 4 kch = 4
cc=6
Birleşik sistemlerde yerelleşmeyi göstermenin uygun bir yolu, bunu kullanarak tasvir etmektir. rezonans yapıları .
Rezonans yapıları yazarken aşağıdaki kurallara uyulmalıdır:
1. Atom ve moleküllerin konumları değişmez; Çoklu bağların NEP ve π-elektronlarının konumu değişir.
2. Belirli bir bileşiğe atanan her rezonans yapısı, π bağları ve LEP'ler de dahil olmak üzere aynı toplam π elektronuna sahip olmalıdır.
3. Rezonans yapılarının arasına bir rezonans oku “↔” yerleştirin.
4. Rezonans yapılarında elektronik efektleri düz ve kavisli oklar kullanarak belirlemek alışılmış bir şey değildir.
5. Bir molekülün, iyonun veya radikalin bir dizi rezonans yapısı köşeli parantez içine alınmalıdır.
Örneğin:
Moleküllerin ve parçacıkların rezonans stabilizasyonunu değerlendirirken ve çeşitli rezonans yapılarının göreceli enerjilerini karşılaştırırken, aşağıdaki kurallara göre yönlendirilmesi gerekir:
1. Gerçek bir molekülün enerjisi daha azdır. Rezonans yapılarından herhangi birinin enerjisinden.
2. Belirli bir molekül veya parçacık için ne kadar çok rezonans yapısı yazılabilirse o kadar kararlıdır.
3. Diğer koşullar eşit olmak kaydıyla, en elektronegatif atomun negatif yüklü, en elektropozitif atomun pozitif yüklü rezonans yapıları daha kararlıdır.
4. Tüm atomların bir oktet elektrona sahip olduğu rezonans yapıları daha kararlıdır.
5. Rezonans yapıları eşdeğer olan ve dolayısıyla aynı enerjiye sahip olan parçacıklar maksimum kararlılığa sahiptir.
5.2. ORGANİK KİMYADA ASİTLER VE BAZLAR TEORİSİ
Organik kimyada asitler ve bazlarla ilgili iki ana teori vardır. Bu Bronsted ve Lewis'in teorileri.
Tanım: Brønsted'in teorisine göre asit, bir proton çıkararak ayrışabilen herhangi bir maddedir. Onlar. asit proton donörüdür. Baz, proton kabul edebilen herhangi bir maddedir. Onlar. Baz bir proton alıcısıdır.
Lewis teorisine göre asit, boş bir yörüngeye elektron kabul edebilen herhangi bir molekül veya parçacıktır. Onlar. asit elektron alıcısıdır. Baz, elektron donörü olabilen herhangi bir molekül veya parçacıktır. Onlar. Baz bir elektron donörüdür.
Tanım: Bir asitin ayrışmasından sonra oluşan ve negatif yük taşıyan parçacığa konjuge baz denir. Bir protonun eklenmesinden sonra bir bazdan oluşan ve pozitif yük taşıyan bir parçacığa konjuge asit denir.
Asitlerin suya göre kuvvetinin bir özelliği, aşağıdaki reaksiyonun denge sabiti olan ayrışma sabitidir:
Organik kimyadaki asitlerin en ünlü örnekleri alifatik karboksilik asitlerdir, örneğin asetik asit:
ve benzoin:
Karboksilik asitler orta kuvvette asitlerdir. Bu, karboksilik asitlerin ve aşağıda verilen diğer bazılarının pK değerleri karşılaştırılarak doğrulanabilir:
Farklı organik bileşik sınıflarına ait organik bileşikler bir protonu soyutlayabilir. Organik bileşikler arasında OH-, SH-, NH- ve CH-asitler ayırt edilir. OH asitleri karboksilik asitleri, alkolleri ve fenolleri içerir. NH asitleri arasında aminler ve amidler bulunur. CH asitleri arasında nitroalkanlar, karbonil bileşikleri, esterler ve terminal alkinler bulunur. Çok zayıf CH asitleri arasında alkenler, aromatik hidrokarbonlar ve alkanlar bulunur.
Bir asidin kuvveti, konjuge bazın stabilitesi ile yakından ilgilidir. Konjuge baz ne kadar stabil olursa, asit-baz dengesi konjuge baz ve asit yönünde o kadar fazla kayar. Konjuge asidin stabilizasyonu aşağıdaki faktörlerden kaynaklanabilir:
Bir atomun elektronegatifliği ne kadar yüksek olursa, eşlenik tabanındaki elektronları o kadar güçlü tutar. Örneğin hidrojen florürün pKa'sı 3,17'dir; pK su 15.7; Amonyak pK 33 ve metan pK 48.
2. Anyonun mezomerik mekanizma ile stabilizasyonu. Örneğin karboksilat anyonunda:
Örneğin bir alkoksit iyonunda:
böyle bir istikrar imkansızdır. Buna göre asetik asit için pK = 4,76, metil alkol için pK 15,5'tir.
Konjuge bazın stabilizasyonunun bir başka örneği, fenolün ayrışmasının bir sonucu olarak oluşan fenolat iyonudur:
Ortaya çıkan fenoksit (veya fenolat) iyonu için, aromatik halka boyunca negatif yükün delokalizasyonunu yansıtan rezonans yapıları oluşturulabilir:
Buna göre fenolün pKa'sı 9,98'e eşit olup, rezonans yapılarının oluşturulması mümkün olmayan metanolün pKa'sı 15,5'tir.
3. Elektron veren ikame edicilerin eklenmesi, konjugat bazının stabilitesini bozar ve buna bağlı olarak asidin gücünü azaltır:
4. Elektron çekici ikame edicilerin eklenmesi, konjuge bazını stabilize eder ve asitlerin gücünü arttırır:
5. Zincir boyunca proton veren bir gruptan elektron çekici bir ikame edicinin çıkarılması, asit kuvvetinde bir azalmaya yol açar:
Sunulan veriler, hidrokarbon zincirinin artmasıyla birlikte endüktif etkinin hızla zayıfladığını göstermektedir.
Özel dikkat gösterilmelidir CH asitleri , çünkü ayrışmaları sırasında karbanyon olan konjuge bazlar oluşur. Bu nükleofilik türler birçok organik reaksiyonun ara maddeleridir.
CH asitleri tüm asit türleri arasında en zayıf olanıdır. Asit ayrışmasının ürünü, bazın negatif yük taşıyan bir karbon atomu olduğu bir parçacık olan bir karbanyondur. Böyle bir parçacık tetrahedral bir yapıya sahiptir. NEP sp 3 hibrit yörüngesini işgal eder. Bir CH asidinin gücü, bir OH asidinin gücüyle aynı faktörlerle belirlenir. İkame edicilerin stabilize edici etkileri serisi, elektron çekme özelliklerindeki artış serisiyle örtüşmektedir:
CH asitleri arasında alil anyonu ve benzil anyonu özellikle ilgi çekicidir. Bu anyonlar rezonans yapıları şeklinde temsil edilebilir:
Benzil anyondaki negatif yükün delokalizasyonunun etkisi o kadar büyüktür ki geometrisi düze yaklaşır. Bu durumda karbanyon merkezindeki karbon atomu hibridizasyonu sp3'ten sp2'ye değiştirir.
