9.10: Rezonans
Bir nitrit anyonunun (NO2−) Lewis yapısı aslında N-O ve N=O bağlarının konumları ile ayırt edilen iki farklı şekilde çizilebilir.
Nitrit iyonları gerçekten bir tek ve bir çift bağ içeriyorsa, iki bağ uzunluğunun farklı olması beklenir. İki atom arasındaki çift bağ, aynı iki atom arasındaki tek bağdan daha kısadır (ve daha güçlüdür). Ancak deneyler NO2−'daki her iki N–O bağının aynı güç ve uzunluğa sahip olduğunu ve diğer tüm özelliklerde aynı olduğunu göstermektedir. Nitrojenin oktet olduğu ve her iki bağın da eşdeğer olduğu NO2− için tek bir Lewis yapısı yazmak mümkün değildir.
Bunun yerine, rezonans kavramı kullanılır: eğer aynı atom düzenlemesine sahip iki veya daha fazla Lewis yapısı bir molekül veya iyon için yazılabilirse, elektronların gerçek dağılımı, çeşitli Lewis yapıları tarafından gösterilenlerin ortalamasıdır. NO2− 'deki nitrojen-oksijen bağlarının her birindeki elektronların gerçek dağılımı, bir çift bağ ve bir tek bağın ortalamasıdır.
Bireysel Lewis yapılarına rezonans formları denir. Molekülün gerçek elektronik yapısı (rezonans formlarının ortalaması), bireysel rezonans formlarının bir rezonans melezi olarak adlandırılır. Lewis yapıları arasındaki çift başlı ok, bunların rezonans formları olduğunu gösterir.
Karbonat anyonu, CO3&minus2;, ikinci bir rezonans örneği sağlar.
- Bir oksijen atomunun, merkezi atomdaki oktete tamamlamak için bir karbona çift bağa sahip olması gerekir.
- Bununla birlikte, tüm oksijen atomları eşdeğerdir ve çift bağ, üç atomun herhangi birinden oluşabilir. Bu, karbonat iyonunun üç rezonans formuna yol açar.
- Üç özdeş rezonans yapısı yazılabildiğinden, karbonat iyonundaki elektronların gerçek düzeninin, üç yapının ortalaması olduğu bilinmektedir.
- Yine deneyler, üç C–O bağının da tamamen aynı olduğunu gösteriyor.
Rezonans hibridi olarak tanımlanan bir molekülün, her iki rezonans formu tarafından tanımlanan elektronik bir yapıya asla sahip olmadığını her zaman hatırlayın. Rezonans biçimleri arasında dalgalanma göstermez; daha ziyade, gerçek elektronik yapı her zaman tüm rezonans formları tarafından gösterilenin ortalamasıdır.
Rezonans teorisinin öncülerinden George Wheland, rezonans formları ve rezonans hibridleri arasındaki ilişkiyi tanımlamak için tarihsel bir analoji kullandı. Daha önce hiç gergedan görmemiş olan bir ortaçağ gezgini, onu bir ejderha ve tek boynuzlu atın hibridi olarak tanımlardı, çünkü her ikisiyle ortak birçok özelliği vardır. Tıpkı bir gergedanın ne bazen bir ejderha, ne de diğer zamanlarda tek boynuzlu at olmadığı gibi, bir rezonans hibridi de herhangi bir zamanda rezonans formlarından biri değildir.
Bir gergedan gibi, deneysel kanıtların var olduğunu gösterdiği gerçek bir varlıktır. Rezonans formlarıyla ortak bazı özellikleri vardır, ancak rezonans formlarının kendileri uygun, hayali imgelerdir (tek boynuzlu at ve ejderha gibi).
Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 7.4: Formal Charges and Resonance.