¿Cómo resonancia menor que la energía potencial de la molécula? Tome $\ce{O3}$ como un ejemplo.
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b0b
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Con el concepto de Resonancia puede describir los electrones deslocalizados en algunas moléculas. Para ir con su ejemplo:
(fuente)
Imaginar la molécula de ozono a ser congelado en uno de esos dos estados. Las cargas positivas y negativas están localizados, que está generalmente relacionada con una mayor energía, es decir, una más de las especies reactivas. Este sería un caso extremo de ozono en realidad los electrones será transferido toda la molécula. Así que, ¿cuál es la razón por la que las moléculas con electrones localizados/cargos tienen una mayor energía total y son, por lo tanto, menos estable?
Tal vez usted recuerde el de la Partícula en una caja. No me voy a ir a la química cuántica aquí, pero uno de los take-away-mensajes es, que la energía de las partículas en un infinito plaza de bien, lo cual es una aproximación del potencial en el que los electrones más externos de residencia, disminuye con la $ L^{-2} $. $L$ es el tamaño de la caja en la que la partícula puede existir. Así que, más que los electrones están deslocalizados, menos la energía total en un sistema.
Con esto, para corregir lo que usted pregunta un poco: la Resonancia no es la razón por la que las moléculas son más estables, es un concepto que describe la unión de una molécula, en la cual los electrones están deslocalizados, mejor que una sola Estructura de Lewis.
Me gustaría tener una retroalimentación si esta respuesta es algo comprensible.
MattH
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Estrictamente hablando, la resonancia no estabilizar las moléculas. Esto es debido a que la resonancia es meramente descriptivo manera para que los químicos para ampliar imágenes simples de la unión a moléculas donde el modelo más simple de la vinculación no funciona. Podemos observar que algunas moléculas son más estables que las de la simple imagen, o de una forma diferente a la simple imagen se sugieren y nos explique que diferencia a través de la adición de la idea de la resonancia.
El problema surge porque, cuando dibujamos simples imágenes de la vinculación en las moléculas, asumimos que cada bono consta de dos electrones compartidos. Así que sacamos el benceno como este:
Esta imagen cuidadosamente las cuentas para que todos los electrones en el C-C de los bonos y a menudo es lo suficientemente bueno para la comprensión y el seguimiento de los electrones y de los bonos en los mecanismos de reacción. Pero la imagen es claramente incorrecto , ya que no coinciden con las propiedades conocidas de benceno: en particular, todos los bonos en el benceno son de la misma longitud. La estabilidad del benceno es también discreta en comparación con el (hipotético) de la molécula aislado con doble enlace. Las verdaderas razones para esto son bastante complejos e involucran a todo tipo de mecánica cuántica molecular orbital jerigonza. Pero esto es demasiado complejo para ser útil cuando dibujo moleculares simples fotos o descripción de reacciones o de unión.
Para evitar este problema y para ayudar a retener la simple imagen que añadir la idea de la resonancia. Esto nos permite usar la simple imagen donde una línea que representa un vínculo todavía significa que dos electrones compartidos, pero tenemos que hacer más de una estructura de capturar la verdadera estructura molecular. Decimos que las múltiples estructuras de "resonar", pero esto es realmente sólo una forma abreviada de decir que la estructura real es una mezcla entre la resonancia de las estructuras que dibujar. Para el benceno nos dibujar como este:
En la primera estructura hay un solo enlace entre los átomos 1 y 2; en la segunda estructura hay un doble enlace. Real benceno es una mezcla de las dos estructuras de resonancia donde todos los bonos son una especie de mezcla de un único doble enlace. De hecho, el benceno es a veces se dibujan como este:
El problema con esta estructura es que es menos útil que la mayoría del tiempo de la (incorrecta) de estructuras individuales y dobles enlaces como se hace el recuento de los electrones en los bonos a menos claro, que esto es molesto cuando se trata de seguir mecanismos de reacción.
Así que la resonancia es básicamente una manera pragmática de retener simplista fotos de enlaces en las moléculas reconociendo que simplista de las fotos es a menudo una mala representación de la realidad. Y evitando así tener que hacer complicadas cuántica cosas con los orbitales cada vez que se quiere entender una estructura molecular o de reacción.
Kyle
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113
Primero vamos a discutir el fenómeno más fundamental de la unión covalente. ¿Cómo crees que un enlace covalente "obras"? Digamos que tenemos dos átomos de hidrógeno. Sabemos que los núcleos de los átomos están cargados positivamente y los electrones de carga negativa. De coulomb ley de la repulsión entre los dos núcleos, y entre los electrones de los dos átomos. Coulomb atracciones de la ley entre los electrones y los núcleos dentro de la misma molécula y betweem los de las dos moléculas diferentes. Si los dos átomos están alejados el uno del otro, la atracción entre los electrones de un átomo y el núcleo de los otros es mayor que la repulsión. Si los átomos de llegar demasiado cerca el uno del otro, la repulsión son mayores que las de los lugares de interés. Exactamente a algunos separación, la atracción de los saldos de repulsión, y los átomos establecerse una separación llamado el "vínculo de longitud", y los átomos se dice que "la unión covalente de servidumbre".
Después de que ridículamente larga explicación de qué es un enlace covalente es, vamos a la esencia de la misma. La razón por la que un enlace covalente "obras" es debido a que los electrones son la celebración de los átomos de 'juntos'. Sin los electrones, los átomos no tienen nada que 'enlazar'. En esencia, los dos electrones son la celebración de dos átomos en el lugar, llevando así la estabilidad, y causando una disminución de la energía potencial del sistema.
En una molécula de benceno, sucede lo mismo. El p-orbitales de la induvidual átomos de carbono en el benceno se superponen unos con otros, permitiendo a los electrones en estos p-orbitales de localizar, lo que significa que un electrón en el p-orbital de un átomo de carbono ya no pertenece a un solo átomo, sino que actúa para obligar a todos los demás átomos de carbono en el anillo de benceno, así como los dos electrones en el $H_2$ molécula ayuda a enlazar las dos átomos de hidrógeno juntos.
- Créditos de la imagen: chemwiki.ucdavis.edu
Desde el electrón pertenece a la orbitales de muchos otros átomos, y no sólo uno o dos (como en el caso de la H-H enlace covalente), cuenta con todos estos seis átomos de carbono en su lugar, y por lo tanto actúa como un vínculo entre los seis átomos de carbono, que a su vez aporta estabilidad al sistema y disminuye su energía potencial.
Apéndice:
¿Por qué no un electrón en un átomo de caer en el núcleo ?
La imagen que a menudo se tiene de los electrones como pequeños objetos rodeando un núcleo bien definido "órbitas" es en realidad bastante mal. Las posiciones de estos electrones en un momento dado no están bien definidos, pero PODEMOS calcular el volumen del espacio en donde es probable encontrar un determinado electrón si hacemos un experimento para estudiar. Por ejemplo, el electrón en un átomo de hidrógeno le gusta ocupar un volumen esférico que rodea el protón. Si usted piensa que la del protón como un grano de sal, a continuación, el electrón es la misma probabilidad de ser encontrados en cualquier lugar dentro de una de diez pies de radio de la esfera que rodea a este grano, como una especie de nube.
La cosa extraña acerca de que la nube es que su propagación en espacio está relacionada con la propagación de posibles momenta (o velocidades) de los electrones. Así que aquí está el punto clave, cosa que no pretendo explicar aquí. El más aplastado en la nube, a la dispersión de la gama de los impulsos tiene que conseguir. Eso se llama Heisenberg del principio de incertidumbre. Grandes ímpetus significar grandes energías cinéticas. Por lo que la nube puede reducir su energía potencial por aplastando en más cerca del núcleo, pero cuando se aplasta en muy lejos de su energía cinética sube más de su energía potencial disminuye. Por lo que se asienta en un medio feliz, y que da la nube y por lo tanto el átomo de su tamaño. (a partir de https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1226)
