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공명 및 하이브리드 구조
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대부분의 분자와 이온은 단일 루이스 구조로 표현됩니다. 그러나, 특정 화합물에서, 일부 전자는 특정 결합 또는 원자에 국한보다는 다중 결합 또는 원자를 통해 탈국된다. 이러한 화합물은 여러 루이스 구조로 정확하게 나타낼 수 있다. 황 삼산화화물에 대한 루이스 구조를 고려하십시오. 각 산소와 중앙 유황 원자 사이의 단일 결합은 산소 원자에 대한 옥텟을 만족시다. 그러나 유황에 대한 전체 옥텟에 도달하려면 유황과 산소 원자 중 하나 사이에 추가 결합이 형성되어야합니다. 황 삼산화물의 이러한 여러 루이스 구조는 공명 구조 또는 기여 구조라고합니다. 모든 구성 요소 원자의 공간 위치는 동일하게 유지됩니다. 그러나, 원자 전자는 다르게 분포된다. 이 이중 머리 화살표 쉼표로 생각할 수 있으며 평형에있는 공명 구조와 혼동해서는 안됩니다. 이러한 분자에서 실제 구조는 가중 평균 또는 공명 구조의 하이브리드입니다. 공명 구조는 ‘전자 밀기’에 의해 식별, 또는 채권으로 외로운 쌍을 변환하고 그 반대의 경우도 마찬가지, 곡선 화살표로 표시로. 이렇게 하면 분산된 영역을 매핑합니다. 이러한 탈지역화는 공명 안정화를 초래합니다- 즉, 이론적 비지역화 구조보다 더 낮은 잠재적 에너지를 가진 분자입니다. 기여 구조가 다른 것보다 에너지가 낮은 경우 실제 분자 구조와 더 가깝게 유사합니다. 특정 환경 설정은 다양한 기여 구조의 상대적 에너지를 추정하는 데 사용됩니다. 첫째, 모든 원자가 원자 껍질을 채우는 구조는 더 안정적입니다. 둘째, 더 많은 수의 공유 채권을 가진 구조는 더 안정적입니다. 셋째, 공식적인 요금을 최소화하는 구조는 더 안정적입니다. 마지막으로, 더 많은 전기 음성 원자에 음전하를 운반하는 구조와 덜 전기 음극에 대한 양전하가 더 안정적입니다.
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공명 및 하이브리드 구조
공명 이론에 따르면, 원자의 동일한 배열을 가진 두 개 이상의 루이스 구조가 분자, 이온 또는 급진적 인 것으로 기록 될 수 있다면 전자의 실제 분포는 다양한 루이스 구조에 의해 표시된 평균입니다.
공명 구조 및 공명 하이브리드
아질산염 의 루이스 구조 (NO2– –) 실제로 N-O 및 N = O 채권의 위치에 의해 구별, 두 가지 방법으로 그려질 수 있습니다.
아질산 이온이 단일 및 이중 결합을 포함하는 경우 두 채권 길이가 다를 것으로 예상됩니다. 두 원자 사이의 이중 결합은 동일한 두 원자 사이의 단일 결합보다 짧고 강합니다. 그러나 실험은 NO2의N-O 채권이 모두 동일한 강도와 길이를가지고 있으며 다른 모든 속성에서 동일하다는 것을 보여줍니다. 질소가 옥텟을 가지고 있으며 두 채권이 동일합니다– NO2에대한 단일 루이스 구조를 작성할 수 없습니다.
대신, 공명의 개념이 사용됩니다 : NO2의질소 – 산소 결합의 각각에 전자의 실제 분포– 이중 결합과 단일 채권의 평균이다.
개별 루이스 구조는 공명 구조라고합니다. 분자의 실제 전자 구조(공진 형태의 평균)는 개별 공진 형태의 공명 하이브리드라고 합니다. 루이스 구조물 사이의 이중 화살표는 공명 형태임을 나타냅니다.
탄산염 음이온, CO32−공명의 두 번째 예를 제공합니다.
- • 하나의 산소 원자는 중앙 원자에 옥텟을 완료하기 위해 탄소에 이중 결합이 있어야합니다.
- • 그러나 모든 산소 원자는 동일하며 이중 결합은 세 원자 중 하나에서 형성 될 수 있습니다. 이것은 탄산염 이온의 3개의 공명 양식을 초래합니다.
- • 3개의 동일한 공명 구조물을 기록할 수 있기 때문에, 탄산염 이온내전자의 실제 배열은 3개의 구조물의 평균으로 알려져 있다.
- • 다시 말하지만, 실험은 세 가지 C-O 채권이 모두 정확히 동일하다는 것을 보여줍니다.
공진 하이브리드로 기술된 분자는 공진 형태에 의해 기술된 전자 구조를 결코 소유하지 않습니다. 공명 형태 사이에 변동하지 않습니다. 오히려 실제 전자 구조는 항상 모든 공명 형태로 표시된 평균입니다.