rezonans teorisi

Rezonans kavramı (veya teorisi) 1930'ların başında Pauling tarafından önerildi. Ana fikri şuydu. Ψ 0 sistemin bir dalga fonksiyonunu temsil ediyorsa, integral (H ^ Hamilton operatörüdür) en düşük E 0 durumunun enerjisinden büyük veya ona eşit olmalıdır. Ψ bu özfonksiyona ne kadar yakınsa, E - E 0 farkı o kadar küçük olacaktır. Sistemin olası durumlarını temsil eden bir fonksiyon bulduğumuzu varsayalım, örneğin, bazı elektronik Lewis formüllerine karşılık gelen durum. Ardından, belirtilen integralde Ψ'yi Ψ 1 ile değiştirirken, elektronik enerji E 1, çekirdekler arası mesafelerin bir fonksiyonu olarak hesaplanabilir. Benzer şekilde, alternatif bir elektronik formüle karşılık gelen Ψ 2 işlevi, E2'yi hesaplamak için kullanılabilir. E 1 seviyesi E 2 seviyesinin önemli ölçüde altındaysa, Ψ 1 fonksiyonu sistemin temel durumuna Ψ 2 'den daha iyi yaklaşacaktır ve başka alternatif yoksa, sadece Ψ 1'e karşılık gelen elektronik formül olabilir. dikkate alınır. Genel olarak konuşursak, eğer Ψ 1 ve Ψ 2 varsa aynı karakter simetri ve en önemlisi, aynı çokluk (yani, aynı sayıda eşleşmemiş elektron), daha sonra aΨ 1 + bΨ 2 işlevine karşılık gelen E değeri bulunabilir. E 1 ve E 2 çok farklı olmadığında ve Ψ 1 ve & Ψ 2 durumları arasındaki etkileşime karşılık gelen terimler büyük olduğunda, temel durumun özfonksiyonuna en iyi yaklaşımı veren fonksiyonun olduğu ortaya çıkar. sistem Ψ 1 olmayacak ve Ψ 2 olmayacak, ancak bunların a ve b katsayılarıyla lineer kombinasyonları aynı büyüklük mertebesinde olacak. Bu durumda, hiçbir elektronik formül tek başına bir molekülle ilişkilendirilemez. Her iki yapıya da ihtiyaç vardır, ancak biri muhtemelen diğerinden daha fazla ağırlık taşıyacaktır. Pauling, "Bir molekül," diye belirtiyor, "iki elektronik formül arasında hızla dalgalanıyor olarak kabul edilebilir ve "bu dalgalanmaların rezonans enerjisi" nedeniyle kararlılığı bu formüllerin herhangi birinden daha büyüktür. Pauling, Weland ve onu çok çeşitli kimyasal bileşiklere uygulayan diğer yazarlar tarafından.

Bu teorinin doğuşu, G. V. Bykov'un monografisinde yeterince ayrıntılı olarak ele alındı. Bu nedenle, tekrardan kaçınarak, gelecekte sadece literatürde yeterince ele alınmayan konular üzerinde duracağız.

Rezonans kavramı, organik kimyada en büyük dağılımı bulmuştur. Aynı zamanda, popülaritesi o kadar büyüktü ki, genellikle VS yöntemiyle tanımlandı. Elektronik yapıların rezonansının rolünün hipertrofisi eleştirildiğinde, böyle bir tanımlama, birçok kimyagerin HS yöntemine karşı tutumu üzerinde olumsuz bir etkiye sahipti ve ikincisinin rolünün ve mantıksal yapısının yanlış anlaşılmasına yol açtı. Tarihsel anlam Rezonans kavramı, ilk olarak, VS yönteminin geliştirilmesi için olası yönlerden birini belirlediği gerçeğinden oluşur. İkinci olarak, kimyasal bileşiklerin yapısına ilişkin klasik ve kuantum teorileri arasındaki ilişkinin daha derinden anlaşılmasını sağladı ve klasik yapı teorisi tarafından yeterince yansıtılamayan fiziksel ve kimyasal gerçekliğin bu yönlerini ortaya çıkardı.

Bu yöntemin mantıksal yapısında rezonansın rolünü daha net bir şekilde hayal etmek için şu soruyu cevaplamaya çalışalım: "rezonanssız" VS yöntemi mümkün mü ve mümkünse özellikleri neler olacak. Geriye dönük bir bakış açısından, VS yöntemini geliştirmenin bir başka olası yolu, ideal eşleşmenin yaklaşıklığını korumaktan oluşabilir, ancak bu durumda hibridizasyon kavramını genelleştirmek, yani atomik olmayan, hatta hibrit kullanmak gerekir. kelimenin genel anlamı) temel işlevler olarak orbitaller ve genel olarak konuşursak, bunların doğrusal kombinasyonları ortogonal değildir * . Bu lineer kombinasyonları yöneten denklemler Goddard denklemleridir. Goddard'ın "genelleştirilmiş VS yöntemi" olarak adlandırdığı bu yöntem bir anlamda MO yönteminin bir genellemesidir. Başka bir deyişle, rezonans kavramı yalnızca kimyagerlerin düşüncelerine büyük esneklik sağlayan VS yöntemini ifade etmenin yollarından biri olarak değil, aynı zamanda kuantum kimyasının en yaygın iki yöntemini, VS'yi ayıran bir tür dönüm noktasıydı. ve MO, çünkü VS yönteminin "rezonans" versiyonu, ikincisinin böyle bir modifikasyonu olduğundan, ona MO yönteminin özelliklerini verir.

* (VS yönteminin olağan formülasyonundaki temel AO'lar da ortogonal değildir.)

Bu tezi benzen molekülü örneğiyle açıklayalım. VS yönteminde, benzen molekülünün π-elektron sistemini tanımlamak için, I-V diyagramları ile karakterize edilen beş bağımsız yapıyı hesaba katmak gerekir (bkz. Şekil 16). Bu diyagramlar Young çizelgeleri ve tablolar kullanılarak oluşturulabilir.

Operatörün antisimetrik özfonksiyonu, Goddard operatörünün eylemiyle koordinat Φ ve spin Χ fonksiyonlarının çarpımından elde edilebilir.

(3.50)

(3.51b)

(3.51c)

uzaysal koordinatların permütasyon operatörleri nerede; - spin değişkenlerinin permütasyon operatörleri; - N-elektronların permütasyon grubunun indirgenemez temsilinin [λ] matris elemanları; f bu temsilin boyutudur.

Goddard yöntemi, tek elektronlu fonksiyonların ürünleri şeklinde özel bir fonksiyon Φ ve Χ seçimi kullanır:

Goddard yönteminin çok elektronlu dalga fonksiyonu, bazı genelleştirilmiş Rumer diyagramına * karşılık gelen belirli bir spin eşleştirme şemasıyla ilişkilendirilebilir. Gerçekten de, Goddard'ın gösterdiği gibi, operatörün Φ ve Χ'nin çarpımı üzerindeki eylemi, Young operatörünün X üzerindeki eylemine ve ardından antisimetrikleştirmeye eşittir:

uygun bir X seçimiyle, VS yönteminin çok elektronlu fonksiyonunun yapısına tamamen karşılık gelir. Örneğin, benzenin π-elektron sistemi için seçim

aşağıdaki şema ile ifade edilen sıkma eşleştirme şemasına karşılık gelecektir:

(3.56)

* (Genelleştirilmiş olarak, çapraz vuruşları içerebilen bir Rumer diyagramını kastediyoruz.)

Böylece, genelleştirilmiş VS yöntemindeki beş diyagram yerine elimizde sadece bir tane var. Bu grafik eşleşiyor görünüm diyagram V ile (bkz. Şekil 16). Ancak, süre diyagramlar I-V atomik π-orbitallerinin eşleşmesini karakterize edin, diyagramda (3.56) ikincisinin lineer kombinasyonları (moleküler orbitaller) φ k, formun denklemleriyle belirlenen eşleştirilmiş olarak kabul edilmelidir *

* (MO yönteminde, moleküler orbitaller benzer denklemleri sağlar, ancak tüm k için ortak bir etkin Hamiltoniyen ile n, bu da onları ortogonal yapar. Goddard'ın yönteminde orbitaller ortogonal değildir ve bu açıdan atomik orbitallere benzer.)

Bu denklemlerin bağımsız parçacıklar modeli (IPM) çerçevesinde yorumlanabilmesi önemlidir, yani φ k yörüngesi ile karakterize edilen belirli bir durum tek bir elektrona atfedilebilir. Goddard'ın ardından, böyle bir yorumu mümkün kılan üç koşul vardır:

1. N elektron, N'den fazla farklı orbital ile ilişkilidir;
2. her yörünge, çekirdek alanındaki ve diğer elektronların ortalama alanındaki bir elektronun hareketini belirleyen bazı etkin Hamiltonyenlerin bir özfonksiyonu olmalıdır;
3. bu ortalama alan yerel olmayabilir, ancak kendi içinde tutarlı olmalıdır.

Goddard yönteminin aksine, olağan formülasyonunda VS yöntemi (2) ve (3) koşullarını karşılamaz ve bu nedenle MNP'ler açısından yorumlanamaz. Aynı zamanda, Goddard yöntemi çerçevesinde, yukarıdaki koşulların üçünü de karşılayan bir genellemeyi kabul eder, bu nedenle MNP açısından yorumlanması mümkün olur.

Tabii ki, 1930'ların başlarında (ve sonrasında), yukarıda formüle edilen yaklaşım uygulanamadı, çünkü temel olarak gerekli bilgisayar teknolojisinin eksikliğinden dolayı, teori esas olarak yarı deneysel ve ampirik yöntemler temelinde de geliştirildi. basit sistemler ve benzerleri (en azından semantik planda) için klasik yapı teorisine göre geliştirilmiş yöntemlerin sezgisel bir genellemesi olarak. Tabii ki, atomların ve moleküllerin elektronik yapısını anlamada ilerleme için çabalarken, çok elektronlu problemin matematiksel zorluklarını aşacak bilgisayar teknolojisinin olmaması, günümüzde önemini koruyan temel kavramların geliştirilmesine katkıda bulunmuştur. Bununla birlikte, en büyük gelişme, teorinin nitel ve nicel yönleri arasında büyük bir boşluğun olduğu koşullarda verimli bir şekilde kullanılabilecek fikir ve yöntemlere verildi.

Şimdi başka bir soruya dönelim - rezonans yapıların gerçekliği hakkında. İlk olarak, terminoloji hakkında birkaç açıklama. 'Rezonant yapılar' teriminin ancak VS yönteminin eşdeğer yapılarından bahsediyorsak kullanılabileceğine inanıyoruz. Örneğin, bütadien yapıları rezonans olarak adlandırılamaz. veya siklooktatetraen .

Bu örneklerin her birinde, birinci yapı, bileşiğin yapısal formülü olarak kullanılabilir, ancak ağırlığı ihmal edilebilir olduğundan ikincisi kullanılamaz. Gerçekten de, böyle bir yapıdaki tekli bağın uzunluğunun, çift bağın uzunluğundan daha az olduğu ortaya çıkar; bu, bir bağın çokluğunu kendi uzunluğuna bağlayan iyi bilinen ampirik yasalarla çelişir. Bu yapılara karşılık gelen enerjinin* kuantum-mekanik ortalama değerleri eşit veya yakın olduğunda rezonans ve rezonans yapılarından bahsetmek mantıklıdır. Bununla birlikte, yukarıdaki anlamda anlaşılan rezonans, Pauling ve diğer yazarların yaptığı gibi herhangi bir salınım, salınım, titreşim veya dalgalanma ile ilişkilendirilmemelidir. Bir molekülün elektronik sistemi ile ilgili olarak değeri şüpheli olan bu tür sözde-klasik fikirler, bu değerlendirme düzeyinde (adyabatik yaklaşımdaki elektronik problem) hareketsiz olarak kabul edilmesi gereken atom çekirdeği ile ilgili olarak tamamen hatalıdır. Yapıların "rezonansı" durumunda, bileşik genellikle özellikleriyle çelişmeyen klasik bir yapısal formülle karakterize edilemez. Örneğin benzen için, iki klasik Kekule formülünün hiçbiri molekülün simetrisini, fiziksel ve kimyasal özellikler. Benzer şekilde, formül naftalin molekülü için tam olarak yeterli değildir, çünkü en az iki yapı daha hesaba katılmalıdır:

* (Bu elektronik enerji değerleri, kuantum kimyası yöntemleriyle atom çekirdeğinin tüm yapı konfigürasyonları için sabit ve özdeş olarak belirlenir. Doğrudan fiziksel veya kimyasal anlamları yoktur ve deneysel olarak ölçülmezler.)

Organik kimyada yapıların rezonansı genellikle birleşmeözellikle düzlemsel siklik sistemlerde (aromatik hidrokarbonlar ve heterosikller) tek ve çift karbon-karbon bağları. Bu nedenle, rezonans kavramı, MO LCAO yöntemi ile değiştirilene kadar bir süre bu tür bileşiklerin teorisinin altında kaldı.

Bazen "elektronik izomerler" kavramı, rezonans yapıları kavramıyla ilişkilendirilir. Ayrıca, aynı nükleer konfigürasyona sahip ancak farklı elektron yoğunluk dağılımları ile karakterize edilen kimyasal bileşikler olarak tanımlanırlar. Böyle bir temsil kesinlikle hatalıdır, çünkü denge nükleer konfigürasyonunu tam olarak elektron yoğunluğunun dağılımı belirler. Bu nedenle, elektronik izomerler kaçınılmaz olarak farklı nükleer konfigürasyonlara karşılık gelmelidir, böylece bu kavram genel izomerizm kavramına indirgenir (daha fazla ayrıntı için çalışmaya bakın).

Yukarıda söylenenlerin ışığında, soru doğaldır: Rezonans kavramı nesnel gerçekliğin hangi yönlerini yansıtır?

Birkaç rezonans yapısını hesaba katma ihtiyacı, öncelikle, kimyasal bir bağı ayrı atom çiftlerine atfetmenin her zaman mümkün olmaması gerçeğinden kaynaklanmaktadır, yani. Kimyasal bağüç ve arasında delokalize edilebilir Büyük bir sayı atomlar. Böyle bir yer değiştirme, kovalent yapıların rezonansına karşılık gelir. Aynı zamanda, lokalize iki merkezli bağlara sahip bileşiklerde, ikincisi polarize olabilir (ve genellikle). Bağın polaritesini yansıtmak için iyon-kovalent rezonans dikkate alınmalıdır. Bazı durumlarda, yapıların rezonansı dikkate alınmadan, molekülün elektronik yapısının niteliksel olarak yanlış bir açıklaması elde edilebilir, özellikle molekülün simetrisi ile içindeki elektron yoğunluğunun dağılımı arasındaki yazışmalar elde edilebilir. bir örneği benzen molekülüdür. Klasik teoride kabul edilen bir bileşiğin tek yapı temsili kimyasal yapı, kimyasal bileşiklerin yapısını (VS yöntemi çerçevesinde) çeşitli rezonans yapıları ile tanımlayan kuantum kimyasal teorisi açısından yaklaşıktır. Başka bir deyişle, VS yöntemiyle belirlenen yaklaşıklık düzeyindeki rezonans kavramı, konsantre, son derece şematik bir biçimde, kimyasal yapı teorisinin tüm evrimini yansıtır - belirli bir klasik yapısal formülün her bir bileşiğe belirli bir yapısal formül atfedilmeden alınmasına kadar. elektronların delokalizasyonunu hesaba katarak kuantum teorisi. Bu nedenle, prensipte, rezonans kavramının tarihsel olarak ortaya çıkışı, VS yönteminin altında yatan fikir çemberinin tamamlanmasıydı.

İyonları ve molekülleri elektronik yapıları açısından ele alırsak, ilk olarak, yalnızca tek bir elektronik formülün mümkün olduğu molekülleri ve iyonları ayırt edebiliriz, örneğin karbon tetraklorür, etan, trimetilamin, metilat iyonu ve, ikinci olarak, birkaç elektronik formülün değiştirilmeden yazılabileceği moleküller ve iyonlar göreceli konum atomlara limit yapılar denir. Limit yapıları ayırt edilebilir ve ayırt edilemez olabilir. Rezonans veya mezomerizm olarak adlandırılan bu durumda molekül, ayırt edilebilir olası formüllerden herhangi biri ile ifade edilemeyen özel özellikler sergileyebilir. Bu durumda, etkileşimin (rezonans hibrit) sonucu belirli bir molekül olabilen bir dizi sınırlayıcı yapı kullanılır. Aynı molekülün farklı sınırlayıcı yapıları arasındaki mezomeri durumları, örneğin, sembolle temsil edilir:

Rezonansı temsil etmenin başka bir yolu, örneğin karboksilat iyonu için noktalı bir çizgi kullanmaktır:

Genel durumda, rezonans sadece elektron çiftlerinin ve n molekülün katılımıyla gerçekleşir. Bazı durumlarda, C-H bağlarının elektron çiftleri rezonansta yer alabilir, bu fenomene denir. hiperkonjugasyon veya hiperkonjugasyon. Çok sayıda deneysel gerçek (bağ uzunluğu anomalileri, dipol momentleri, vb.) bizi elektron çiftlerini kabul etmeye zorlar. -C-H bağlarıçift ​​bağın konumunda veya doymamış döngülerde rezonansta yer alabilir. Propilen durumunda, bu, aşağıdaki sınırlayıcı yapıların katkısıyla kendini gösterir:

Sonuç olarak, çift bağın -konumundaki -bağ, kısmen doymamış bir çift bağın özelliklerini sergiler. Bu etkiye aşırı konjugasyon (hiperkonjugasyon) denir. Karbon atomu için bu etki, onunla ilişkili hidrojen atomlarının sayısı arttıkça artar. Süper konjugasyon aşağıdaki sırayla azalır:

CH 3 -\u003e CH 3 CH 2 -> (CH 3) 2 CH-> (CH 3) 3 C-

Büyük ölçüde p-karakterli iki delokalize bağa sahip olan siklopropan, bir karbonil grubu ile konjuge olabilir:

Rezonans sadece geometrik olarak benzer yapılar arasında meydana gelebilir. şunlar. buna atomların dizilişinde gözle görülür bir değişiklik eşlik etmemelidir, yalnızca molekül içindeki elektron dağılımında bir değişiklik mümkündür. Elektronların serbest dolaşım bölgesi artarsa ​​rezonans artar (yani moleküler orbitalin hacmi artar). Çok güçlü rezonans

rezonans teorisi

rezonans teorisi- elektronların moleküllerdeki (karmaşık iyonlar veya radikaller dahil) dağılımının, iki elektronlu kovalent bağların farklı konfigürasyonlarına sahip kanonik yapıların bir kombinasyonu (rezonansı) olduğuna göre kimyasal bileşiklerin elektronik yapısı teorisi. Bir molekülün elektronik yapısını tanımlayan rezonans dalga fonksiyonu, kanonik yapıların dalga fonksiyonlarının lineer bir birleşimidir.

Başka bir deyişle, moleküler yapı olası bir yapısal formülle değil, tüm alternatif yapıların bir kombinasyonu (rezonans) ile tanımlanır.

Kanonik yapıların rezonansının sonucu, molekülün temel durumunun stabilizasyonudur, bu tür rezonans stabilizasyonunun ölçüsü rezonans enerjisi molekülün temel durumunun gözlenen enerjisi ile minimum enerjili kanonik yapının temel durumunun hesaplanan enerjisi arasındaki farktır.

Siklopentadienid iyonunun rezonans yapıları

Rezonans fikri, 1926'da Werner Heisenberg tarafından helyum atomunun kuantum durumlarını tartışırken kuantum mekaniğine tanıtıldı. Helyum atomunun yapısını klasik bir rezonanslı harmonik osilatör sistemiyle karşılaştırdı.

Heisenberg modeli, moleküler yapıların elektronik yapısını tanımlamak için Linus Pauling (1928) tarafından uygulandı. Değerlik şemaları yöntemi çerçevesinde Pauling, π bağlarının elektron yoğunluğunun delokalizasyon mekanizması aracılığıyla 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, karmaşık moleküllerin yapısını açıklamak için tasarlanmış alternatif bir elektronik yer değiştirme teorisi (mezomerizm teorisi) geliştirerek fiziksel organik kimyanın temellerini attı. organik bileşikler, olağan değerlik temsillerine uymaz. Ingold tarafından elektron yoğunluğunun delokalizasyonu olgusunu belirtmek için önerilen terim mesomerizm"(1938), ağırlıklı olarak Alman ve Fransız edebiyatında kullanılır ve İngiliz ve Rus edebiyatına hakimdir" rezonans". Ingold'un mezomerik etki hakkındaki fikirleri önemli hale geldi ayrılmaz parça rezonans teorisi. Alman kimyager Fritz Arndt sayesinde, çift başlı okların yardımıyla yaygın olarak kabul edilen mezomerik yapıların gösterimi tanıtıldı.

SSCB 40-50'ler

Savaş sonrası SSCB'de, rezonans teorisi ideolojik kampanyalar çerçevesinde bir zulüm nesnesi haline geldi ve diyalektik materyalizme yabancı "idealist" ilan edildi - ve bu nedenle bilim ve eğitimde kullanım için kabul edilemez:

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", baştan sona mekanik olmak. organik maddenin niteliksel, spesifik özelliklerini reddeder ve tamamen yanlış bir şekilde organik kimya yasalarını kuantum mekaniği yasalarına indirgemeye çalışır ...

... Organik kimyadaki mezomerik-rezonans teorisi, biyolojideki Weismanizm-Morganizm ile yakından bağlantılı olduğu modern "fiziksel" idealizm gibi, genel bir gerici ideolojinin aynı tezahürüdür.

Kedrov B.M. Kimya biliminde "fiziksel" idealizme karşı. Cit. üzerinde

Rezonans teorisinin zulmü, dünya bilim camiasında olumsuz bir değerlendirme aldı. Amerikan Kimya Derneği'nin dergilerinden birinde, özellikle Sovyet kimya bilimindeki durumla ilgili bir incelemede şunlar kaydedildi:

Rezonans teorisinin zulmü bazen "Kimyada Lysenkoism" olarak adlandırılsa da, bu zulümlerin tarihi, biyolojide genetiğin zulmünden bir çok yönden farklıdır. Lauren Graham'ın belirttiği gibi: "Kimyacılar bu ciddi saldırıyı püskürtmeyi başardılar. Teorinin modifikasyonları doğası gereği terminolojikti. 50'lerde. kimyagerler, rezonans teorisinin eleştirilerini reddetmeden, "melezleşme" terimini kullanarak benzer teorik (kuantum-kimyasal dahil) yapılar geliştirdiler.

Ayrıca bakınız

notlar

Bağlantılar

• Pechenkin A. A., Kuantum kimyasında anti-rezonans kampanyası (1950-1951)
• rezonans teorisi- Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nden makale (3. baskı)
• Rezonans teorisi - Kimya Ansiklopedisi

Wikimedia Vakfı. 2010 .

• Vroom'un beklenti teorisi
• Gizli sistemlerde iletişim teorisi

Diğer sözlüklerde "Rezonans Teorisi" nin ne olduğunu görün:

rezonans teorisi- rezonanso teorija durumu T sritis chemija apibrėžtis Teorija, realios molekulės sandarą aiškinanti keliomis hipotetinėmis struktūromis. atitikmenys: tür. rezonans teorisi rus. rezonans teorisi... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

REZONANS TEORİSİ- Kimyanın elektronik yapısının teorisi. Bileşikler, sürünün elektronik dağılımı, geometrisi ve diğer tüm fiziksel olduğu fikrine dayanır. ve kimya. Moleküllerin özellikleri olası bir yapısal akışla değil, bir kombinasyonla tanımlanmalıdır ... ... Kimya Ansiklopedisi

değerlik bağları teorisi- Şekil 1. Sigma bağının oluşumu sırasında örtüşen atomik orbitallerin modeli Değerlik bağları teorisi (... Wikipedia

rezonans teorisi- (kimyada) klasik kimyasal yapı teorisinin varsayımlarını tamamlayan ve belirli bir bileşik için eğer olduğunu belirten bir kavram klasik teori(bkz. Kimyasal yapı teorisi) kabul edilebilir birkaç yapı sağlar ... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

rezonans teorisi- kimyada, klasik kimyasal yapı teorisinin varsayımlarını tamamlayan ve belirli bir bileşik için klasik teori birkaç kabul edilebilir yapısal formülün oluşturulmasına izin veriyorsa, o zaman gerçek durumun ... ... ansiklopedik sözlük

REZONANS TEORİSİ- kimyada, klasik kimyasal yapı teorisinin varsayımlarını tamamlayan ve belirli bir bileşik için klasik teori birkaç kabul edilebilir yapısal formülün oluşturulmasına izin veriyorsa, o zaman gerçek durumun ... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük

Regge teorisi- yörünge açısal momentumunun karmaşık değerleri için saçılma genliğinin özelliklerini inceleyen kuantum mekaniği ve kuantum alan teorisindeki saçılma sorununa bir yaklaşım. Teorinin temelleri İtalyan fizikçi Tullio Regge tarafından ... ... Wikipedia'da geliştirildi.

kristal alan teorisi- geçiş metali bileşiklerinin elektronik konfigürasyonunun, çevreleyen iyonlar, atomlar veya moleküller tarafından oluşturulan bir elektrostatik alanda bulunan bir iyon veya atomun durumu olarak tanımlandığı kuantum kimyasal model. Konsept ... ... Vikipedi

GEMİ DÖNDÜRME TEORİSİ- mekanik ve hidrodinamik yöntemlerinin dış kuvvetlerin etkisi altında yüzen bir geminin titreşimlerini incelediği gemi teorisinin bir bölümü. Tasarlarken dikkate almak için geminin deniz koşullarındaki davranışının doğasını tahmin etmenizi sağlar ... ... Deniz ansiklopedik referans kitabı

REZONANS TEORİSİ- kimyada, klasiğin varsayımlarını tamamlayan bir kavram. kimya teorileri. binalar ve eğer belirli bir Comm. klasik teori birkaç inşasına izin verir. kabul edilebilir yapısal formüller, daha sonra geçerli. bu Comm moleküllerinin durumu. (kimyası. ... ... Doğal bilim. ansiklopedik sözlük

Kitabın

• Karmaşık sistemlerin sinerjetiği. Fenomenoloji ve istatistiksel teori, AI Olemskoy. Bu monograf, karmaşık sistemlerin toplu davranışının fenomenolojik ve istatistiksel temsillerini sunar. İlk yaklaşımın bir parçası olarak, sinerjik bir şema geliştirildi,…

Bir sonraki bölümde, aromatik serilerdeki elektrofilik yer değiştirme reaksiyonlarının modern kavramları ele alınacaktır. Bu durumda, yapısal teorinin bir parçası haline gelen ve reaksiyona girmeyen bir molekülde veya organik reaksiyonların ara parçacıklarında - iyonlar ve radikallerde elektron yoğunluğunun dağılımını görselleştirmeyi mümkün kılan rezonans teorisi olmadan yapamazsınız. Rezonans teorisinin temelleri geliştirildi Pauling geçen yüzyılın 40'larında.

Kimyagerler, yalnızca sınırlı sayıda grafik araç kullanarak harikalar yaratırlar - milyonlarca organik bileşiğin yapısını yapısal formüllerin yardımıyla kağıda aktarırlar. Ancak, bazen bu başarısız olur. Belki de bu türün ilk örneklerinden biri, özellikleri tek bir formülle ifade edilemeyen benzendi. Bu nedenle Kekule, kendisine lokalize olmayan çift bağlarla iki formül önermek zorunda kaldı. Rezonans teorisinin kökenleri hakkında net bir fikir edinmek için birkaç örneğe daha bakalım.

nitrit iyonu için NO 2- aşağıdaki yapısal formül önerilebilir

Bu formülden, nitrit iyonunda biri negatif yük taşıyan, diğeri yüklü olmayan iki farklı oksijen olduğu sonucu çıkar. Ancak nitrit iyonunda iki farklı oksijen olmadığı bilinmektedir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için iyonun yapısının iki formülle temsil edilmesi gerekiyordu.

Benzer bir durum, daha önce karşılaştığımız alil katyon durumunda da gelişir. Bu parçacık için, katyonun tüm yapısal özelliklerini yalnızca birlikte ileten iki formülü de kullanmamız gerekir.

Bazı moleküllerin veya parçacıkların yapısını birkaç formülle aktarma ihtiyacına karar verdikten sonra, ortaya çıkan birçok soruya cevap aramak için kendimizi bir arayış içine soktuk. Örneğin, bir parçacığın tüm yapısal özelliklerini taşıyan kaç formül vardır? Gerçek parçacıklar seçilen formüllere karşılık geliyor mu? Bir parçacıktaki elektronların gerçek dağılımı nedir?

Bu ve diğer sorular, niteliksel düzeyde rezonans teorisi tarafından yanıtlanır. Bu teorinin ana hükümleri aşağıdaki gibidir.

1. Bir parçacığın yapısının tüm incelikleri tek bir formülle gösterilemiyorsa, bu birkaç yapıya başvurularak yapılmalıdır. Bu yapılara rezonans, sınırlayıcı, sınır, kanonik denir.

2. Bir parçacık için iki veya daha fazla kabul edilebilir yapı çizilebilirse, elektronların gerçek dağılımı bunların hiçbirine karşılık gelmez, aralarında orta düzeydedir. Gerçek hayattaki bir parçacık, gerçekte var olmayan rezonans yapıların bir melezi olarak kabul edilir. Sınırlayıcı yapıların her biri, parçacıktaki gerçek elektron yoğunluğu dağılımına katkıda bulunur. Bu katkı ne kadar büyükse, kanonik yapılar enerjide o kadar yakın olur.

3. Rezonans formülleri belirli kurallara göre yazılır:

Çeşitli rezonans yapılarında, tüm atomların konumları aynı olmalıdır, farkları yalnızca elektronların dizilişindedir;

Sınır formülleri elektronların konumunda büyük ölçüde farklılık göstermemelidir, aksi takdirde bu tür yapıların rezonans hibritine katkısı minimum olacaktır;

Rezonans melezine önemli katkıları olan sınır yapıları aynı ve en küçük sayı eşleşmemiş elektronlar

4. Gerçek bir parçacığın enerjisi, sınırlayıcı yapıların herhangi birinin enerjisinden daha azdır. Başka bir deyişle, rezonans melezi, rezonansa katılan yapıların herhangi birinden daha kararlıdır. Kararlılıktaki bu artışa rezonans enerjisi denir.

Çok yakında kalitatif ve görsel rezonans teorisinin meyvelerini kullanacağız - aromatik serilerdeki ikame reaksiyonlarındaki yönelimi açıklarken. Bu arada, bu teorinin, yayınlanmasından bu yana eleştirilmesine rağmen, 70 yıldan fazla bir süredir kimyaya sadakatle hizmet ettiğini not ediyoruz. Çoğu zaman eleştiri, gerçek parçacık ve kanonik yapılar arasındaki kafa karıştırıcı ilişki ile ilgilidir. Rezonans teorisinin kendisi, kanonik yapıların hayali olduğunu varsayar. Bununla birlikte, çoğu zaman, elbette doğru olmayan gerçek bir anlam verilir. Ancak, durumu esprili bir şekilde tartışmak için bir fırsat var. Bu nedenle, sınırlayıcı yapılar ve bunların rezonans hibritleri arasındaki ilişkiyi açıklamak T. Weland aşağıda özetlenen biyolojik bir analoji kullanmayı önerdi. “Katırın eşek ile atın melezi olduğunu söylediğimizde, bazı katırların eşek, diğerlerinin at olduğunu ya da her katırın zamanın bir parçası at ve zamanın bir parçası olan eşek olduğunu kastetmiyoruz. zaman. Biz sadece katırın hem atla hem de eşekle akraba bir hayvan olduğuna değiniyoruz ve onu tarif ederken onu bu tanıdık hayvanlarla karşılaştırmanın uygun olacağını düşünüyoruz. Wheland'ın analojisinin pek doğru olmadığı belirtilmelidir. Gerçekten de, gerçekte var olmayan nihai yapıların aksine, eşek ve at çok somut varlıklardır. Ek olarak, bazı uzmanlar rezonans teorisinin belirli varsayımlarının öznelliğine dikkat çekti. Bu teorinin tartışmasını Wheland'ın biyolojik analojisinde sürdürerek, O. A. Reutov Daha 1956 gibi erken bir tarihte, “rezonans kavramının katırın tam olarak bir at ve bir eşeğin melezi olduğunu tahmin edemeyeceğini” belirtti. Bunun bağımsız olarak bilinmesi gerekir. Aksi takdirde, örneğin bir fili ebeveynlerden biri olarak alıp ikinci ebeveyni her şey matematiksel olarak yakınsayacak şekilde seçebilirsiniz.

Kırklı yıllarda, organik kimya ve makromoleküler bileşiklerin kimyası alanında bilimsel bir atılım oldu. Niteliksel olarak yeni malzemeler yaratılır. Polimerlerin fizik ve kimyasının oluşum süreci devam ediyor, makromoleküller teorisi yaratılıyor. Bilimsel başarılar bu alanda ulusal ekonomide niteliksel dönüşümlerin temellerinden biri haline gelmektedir. İdeologların güçlü bir önleyici darbe indirmeleri de tesadüf değil.

Bahane, 1928'de tanınmış bir kimyager, ödüllü tarafından öne sürülen rezonans teorisiydi. Nobel Ödülü Linus Pauling. Bu teoriye göre, yapısı elektron çiftlerinin çekirdekler arasında dağılma şekli bakımından farklılık gösteren çeşitli yapısal formüller şeklinde temsil edilebilen moleküller için, gerçek yapı yapıların hiçbirine karşılık gelmez, ancak bunlar arasında aradır. Her yapının katkısı, doğasına ve göreli kararlılığına göre belirlenir. Rezonans teorisi (ve buna yakın Ingold'un mesomerizm teorisi), yapısal temsillerin uygun bir sistematizasyonu olarak büyük önem taşıyordu. Bu teori kimyanın, özellikle de organik kimyanın gelişmesinde önemli bir rol oynamıştır. Aslında, kimyagerlerin onlarca yıldır konuştuğu bir dil geliştirdi.

İdeologların yuvarlanma ve tartışma derecesi hakkında bir fikir, /35/'deki "Rezonans Teorisi" makalesinden alıntılarla verilmiştir:

"Öznel-idealist düşüncelere dayanarak, birçok kimyasal bileşik formül setinin molekülleri için icat edilen rezonans teorisinin taraftarları - nesnel gerçekliği yansıtmayan "durumlar" veya "yapılar". Rezonans teorisine göre, gerçek Bir molekülün durumu, sözde bu hayali "durumlar" veya "yapılar"ın kuantum mekaniksel etkileşiminin, "rezonansın", "süperpozisyonunun" veya "örtüşmesinin" sonucudur.

… N. Bohr'un "tamamlayıcılığı" ve P. Dirac'ın "süperpozisyonu"nun idealist ilkeleriyle yakından bağlantılı olan rezonans teorisi, "fiziksel" idealizmin organik kimyaya bir uzantısıdır ve aynı metodolojik Machist temele sahiptir.

Rezonans teorisinin bir başka metodolojik kusuru, mekanizmasıdır. Bu teoriye göre, bir organik molekülde belirli niteliksel özelliklerin varlığı reddedilir. 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 bire indirgenir, bundan daha basittir. kimyasal formlar, maddenin hareketinin fiziksel formları - elektrodinamik ve kuantum-mekanik olaylara. Kimyayı fiziğe indirgeme fikrini geliştiren ünlü kuantum fizikçisi ve "fiziksel" idealist E. Schrödinger, "Fizik açısından hayat nedir?" adlı kitabında. annelerin hareketinin yüksek biçimlerinin daha alt biçimlere doğru böylesine mekanik bir indirgemesi için geniş bir sistem sunar. Weismanism-Morganizm'e uygun olarak, yaşamın temeli olan biyolojik süreçleri genlere, genleri oluştukları organik moleküllere ve organik molekülleri kuantum mekanik fenomenlere indirger.

İki nokta ilginç. İlk olarak, standart idealizm suçlamalarına ek olarak, burada en önemli rolü, hareket biçimlerinin özgüllüğü ve niteliksel özellikleriyle ilgili tez oynar, bu da aslında kimyada fiziksel yöntemlerin, fiziksel ve kimyasal yöntemlerin fiziksel ve kimyasal yöntemlerle kullanılmasını yasaklar. biyoloji vb. İkinci olarak, rezonans teorisini Weismanizm-Morganizm ile ilişkilendirmeye, yani ileri bilimsel eğilimlere karşı mücadelede birleşik bir cephenin temelinin nasıl atılacağına yönelik bir girişimde bulunuldu.

Kötü şöhretli "yeşil cilt", BM Kedrov /37/ tarafından "rezonans teorisine" ayrılmış bir makale içermektedir. Bu "korkunç" teorinin beraberinde getirdiği sonuçları tasvir ediyor. İşte bu makaleden bazı çok açıklayıcı sonuçlar.

1. "Rezonans teorisi" öznel-idealisttir, çünkü hayali bir görüntüyü bir nesneye dönüştürür; nesneyi değiştirir matematiksel temsil sadece destekçilerinin kafasında var olan; nesneyi - organik molekülü - bu temsile bağımlı kılar; bu temsile kafamızın dışında bağımsız bir varoluş atfeder; ona hareket etme, etkileşim kurma, üst üste gelme ve yankılanma yeteneği verir.

2. "Rezonans teorisi" agnostiktir, çünkü prensipte tek bir nesneyi (organik molekül) ve yapısını tek bir yapısal görüntü, tek bir yapısal formül biçiminde yansıtma olasılığını reddeder; tek bir nesnenin böyle tek bir görüntüsünü atar ve onu bir dizi hayali "yankılanan yapı" ile değiştirir.

3. İdealist ve bilinemezci olan "rezonans teorisi", Butlerov'un materyalist teorisine, onunla bağdaşmaz ve uzlaştırılamaz olduğu için karşı çıkar; Butlerov'un teorisi, kimyadaki tüm idealizm ve bilinemezcilikle temelden çeliştiğinden, "rezonans teorisi"nin savunucuları onu görmezden geldi ve özünü çarpıttı.

4. "Rezonans teorisi", baştan sona mekanik olmak. organik maddenin niteliksel, spesifik özelliklerini reddeder ve tamamen yanlış bir şekilde organik kimya yasalarını kuantum mekaniği yasalarına indirgemeye çalışır; bu aynı zamanda Butlerov'un teorisinin "rezonans teorisi" taraftarları tarafından inkar edilmesiyle de bağlantılıdır. çünkü Butlerov'un teorisi, esasen diyalektik olduğundan, modern mekanikçiler tarafından reddedilen organik kimyanın belirli modellerini derinden açığa vurur.

5. Özünde, Ingold'un mesomerizm teorisi, Pauling'in ilkiyle tek bir mezomerik-rezonans teorisinde birleşen "rezonans teorisi" ile örtüşmektedir. Burjuva ideologları, biyolojideki tüm gerici akımları birbirinden ayrı hareket etmesinler diye bir araya getirip Weismanizm-Morganizm'in birleşik cephesinde birleştirdikleri gibi, organik kimyadaki gerici akımları bir araya getirerek birleşik bir cephe oluşturmuşlardır. Pauling-Ingold'un destekçileri. Mezomerizm teorisinin materyalist olarak yorumlanabileceği gerekçesiyle mesomerizm teorisini "rezonans teorisinden" ayırmaya yönelik herhangi bir girişim, ideolojik muhaliflerimize gerçekten yardımcı olan büyük bir hatadır.

6. Organik kimyadaki mezomerik-rezonans teorisi, biyolojideki Weismanizm-Morganizm ile yakından bağlantılı olduğu modern "fiziksel" idealizm gibi, genel bir gerici ideolojinin aynı tezahürüdür.

7. Sovyet bilim adamlarının görevi, organik kimyadaki idealizme ve mekanizmaya, modaya uygun burjuva, gerici eğilimler önünde eğilmeye karşı, Sovyet bilimine ve dünya görüşümüze düşman teorilere karşı, örneğin mesomerik rezonans teorisine karşı kararlı bir şekilde savaşmaktır ... "

"Rezonans teorisi" etrafındaki durumun belirli bir keskinliği, suçlamaların bariz zorlaması tarafından yaratıldı. bilimsel nokta görüş. Felsefeyle hiçbir ilgisi olmayan yaklaşık bir model yaklaşımıydı. Ancak gürültülü bir tartışma başladı. L. A. Blumenfeld'in kendisi / 38 / hakkında yazdıkları şöyle:

"Bu tartışma sırasında bazı fizikçiler, rezonans teorisinin yalnızca idealist olmadığını (tartışmanın ana nedeni buydu), aynı zamanda kuantum mekaniğinin temelleriyle çeliştiği için okuma yazma bilmediğini iddia ederek konuştular. Bu bağlamda, Bu tartışmanın esas olarak yönlendirildiği öğretmenlerim Ya. K. Syrkin ve M E. Dyatkina, beni yanlarına aldı ve bu konudaki fikrini öğrenmek için Igor Evgenievich Tamm'a geldi. Mutlak bilimsel vicdan, " herhangi bir fırsatçı düşünceden ve doğal iyilikseverlikten etkilenmeyen fiziksel züppelik" - tüm bunlar otomatik olarak Tamm'ı neredeyse "olası tek hakem yaptı. Rezonans teorisinde önerilen tanımlama yönteminin kuantum mekaniğindeki hiçbir şeyle çelişmediğini, burada idealizmin olmadığını ve kendisine göre tartışma konusunun hiç olmadığını söyledi. Daha sonra, onun haklı olduğu herkes tarafından anlaşıldı. Ancak tartışma bildiğiniz gibi devam etti. Rezonans teorisinin sahte bir bilim olduğunu iddia edenler oldu. Bunun yapısal kimyanın gelişimi üzerinde olumsuz bir etkisi oldu…”

Aslında tartışılacak bir konu yok, ancak yüksek moleküler kimyadaki uzmanlara vurulacak bir görev var. Ve bunun uğruna, B. M. Kedrov, rezonans teorisini düşünürken, V. I. Lenin /37/'nin yorumunda büyük bir adım attı:

"Soyutlama kelimesine sarılan yoldaşlar, dogmatistler gibi davrandılar. Mezomerizm teorisinin hayali "yapıları"nın soyutlamalar ve hatta soyutlamanın meyveleri olduğu gerçeğini, Lenin'in bilimsel soyutlama hakkında söyledikleriyle karşılaştırdılar ve bir zamanlar şu sonuca vardılar: Bilimde soyutlamalar gerekli olduğu için, mesomerizm teorisinin hayali yapıları hakkındaki soyut kavramlar da dahil olmak üzere her türlü soyutlamaya izin verildiği anlamına gelir. boş ve absürt soyutlamaların zararlılığından, soyut kavramları idealizme dönüştürme tehlikesinden, tam da soyut kavramları idealizme dönüştürme eğilimleri hem mesomerizm teorisinde hem de rezonans teorisinde en başından beri mevcut olduğu için, bu teorilerin ikisi de sonunda birleşti.

İdealizmin de farklı olabilmesi ilginçtir. Yani "Butlerov" /32/ makalesinde; Sovyet kimyagerlerinin idealist rezonans teorisine karşı mücadelelerinde Butlerov'un teorisine güvendiklerini. Ancak öte yandan, "genel olarak kimya ile ilgili olmayan felsefi soruların, Butlerov'un bir idealist, bir maneviyat propagandacısı olduğu" ortaya çıktı. Ancak, ideologlar için hiçbir çelişki rol oynamaz. Gelişmiş bilime karşı mücadelede, tüm araçlar iyiydi.