Kluczowa różnica między delokalizacją a rezonansem polega na tym, że delokalizacja odnosi się do elektronów rozłożonych na całym obszarze cząsteczki, a nie przyłączonych do pojedynczej cząsteczki, podczas gdy rezonans odnosi się do stabilizacji cząsteczki w wyniku delokalizacji elektronów.
Delokalizacja i rezonans to powiązane pojęcia chemiczne; efekt rezonansu wyjaśniono za pomocą elektronowej delokalizacji związków chemicznych.
Co to jest delokalizacja?
Delokalizacja to termin odnoszący się do dystrybucji niewiążących elektronów pi w cząsteczce. Dlatego możemy opisać zdelokalizowane elektrony jako niewiążące elektrony w tym związku chemicznym. Termin delokalizacja odnosi się do elektronów, które nie są związane z pojedynczym atomem lub wiązaniem kowalencyjnym. Niemniej jednak termin zdelokalizowany elektron ma różne znaczenia w różnych dziedzinach. Na przykład w chemii organicznej zdelokalizowane elektrony znajdują się w strukturach rezonansowych układów sprzężonych w związkach aromatycznych. Podobnie w fizyce ciała stałego, zdelokalizowane elektrony są swobodnymi elektronami, które ułatwiają przewodnictwo elektryczne. Co więcej, fizyka kwantowa używa terminu „zdelokalizowane elektrony” w odniesieniu do molekularnych elektronów orbitalnych, które rozciągnęły się na kilka atomów.
Rysunek 01: Delokalizacja elektronów w cząsteczkach
Najprostszym przykładem, jaki możemy podać dla układu aromatycznego posiadającego zdelokalizowane elektrony, jest pierścień benzenowy. Pierścień benzenowy ma sześć elektronów pi w cząsteczce benzenu; często wskazujemy je graficznie za pomocą kółka. Ten okrąg oznacza, że elektrony pi są powiązane ze wszystkimi atomami w cząsteczce. Ta delokalizacja sprawia, że pierścień benzenowy ma wiązania chemiczne o podobnych długościach wiązań.
Co to jest rezonans?
Rezonans to pojęcie w chemii, które opisuje interakcję pomiędzy samotnymi parami elektronów i parami wiązania elektronów związku. Efekt rezonansu pomaga określić rzeczywistą strukturę chemiczną tego związku organicznego lub nieorganicznego. Efekt ten pojawia się w związkach posiadających podwójne wiązania i pojedyncze pary elektronów. Ponadto efekt ten powoduje polaryzację cząsteczek.
Rysunek 02: Struktury rezonansowe butadienu
Efekt rezonansu pokazuje stabilizację związku chemicznego poprzez delokalizację elektronów w wiązaniach pi. Ogólnie rzecz biorąc, elektrony w cząsteczkach mogą poruszać się wokół jąder atomowych, ponieważ elektron nie ma ustalonej pozycji wewnątrz atomów. Dlatego samotne pary elektronów są w stanie przejść do wiązań pi i odwrotnie. Dzieje się tak w celu uzyskania stabilnego stanu. Ten proces ruchu elektronów jest znany jako rezonans. Co więcej, możemy wykorzystać struktury rezonansowe w celu uzyskania najbardziej stabilnej struktury cząsteczki.
Cząsteczka może mieć kilka struktur rezonansowych w oparciu o liczbę wolnych par i wiązań pi obecnych w tej cząsteczce. Wszystkie struktury rezonansowe cząsteczki mają taką samą liczbę elektronów i taki sam układ atomów. Faktyczna struktura tej cząsteczki jest strukturą hybrydową we wszystkich strukturach rezonansowych. Istnieją dwa rodzaje efektu rezonansowego: pozytywny efekt rezonansowy i negatywny efekt rezonansowy.
Dodatni efekt rezonansu wyjaśnia rezonans, który można znaleźć w związkach o ładunku dodatnim. Dodatni efekt rezonansowy pomaga ustabilizować ładunek dodatni w tej cząsteczce. Efekt rezonansu ujemnego wyjaśnia stabilizację ładunku ujemnego w cząsteczce. Jednak struktura hybrydowa uzyskana z uwzględnieniem rezonansu ma niższą energię niż wszystkie struktury rezonansowe.
Jaka jest różnica między delokalizacją a rezonansem?
Delokalizacja i rezonans to dwa powiązane pojęcia chemiczne. Kluczowa różnica między delokalizacją a rezonansem polega na tym, że delokalizacja odnosi się do elektronów rozmieszczonych na całym obszarze cząsteczki, a nie przyłączonych do pojedynczej cząsteczki, podczas gdy rezonans odnosi się do stabilizacji cząsteczki w wyniku delokalizacji elektronów.
Ponadto delokalizacja występuje w cząsteczkach posiadających alternatywne wiązania pojedyncze i podwójne lub potrójne, podczas gdy rezonans występuje w układach sprzężonych lub cząsteczkach posiadających ruchome ładunki elektryczne.
Poniższa infografika podsumowuje różnice między delokalizacją a rezonansem.
Podsumowanie – Delokalizacja a rezonans
Delokalizacja i rezonans to powiązane pojęcia chemiczne; efekt rezonansu wyjaśniono za pomocą delokalizacji elektronowej związków chemicznych. Kluczowa różnica między delokalizacją a rezonansem polega na tym, że delokalizacja odnosi się do elektronów rozmieszczonych na całym obszarze cząsteczki, a nie przyłączonych do pojedynczej cząsteczki, podczas gdy rezonans odnosi się do stabilizacji cząsteczki w wyniku delokalizacji elektronów.
