ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вес и энергия резонирующей структуры из "Квантовая органическая химия" Метод резонанса часто применяется органиками при выяснении механизмов химических реакций. В современном виде такой подход основан на нескольких основных принципах, которые рассматриваются ниже критически. [c.36] Принцип 1. Если молекула в основном состоянии резонирует между двумя или более структурами, то чем ниже энергия данной структуры, тем больше ее вклад в основное состояние молекулы . [c.36] Основное состояние молекулы хлористого водорода можно описать с помощью трех структур [5, стр. 67, 75]. [c.37] Из всех трех структур наиболее стабильна, по-видимому, структура I. Структура II должна быть устойчивее структуры III из-за большей электроотрицательности атома хлора по сравнению с атомом водорода. В соответствии с принципом 1 можно заключить, что веса структур убывают в последовательности I, II, III. [c.37] Существует простое и удобное правило для оценки устойчивости структуры Образование каждой связи повьипает устойчивость молекулы, так что чем больше число связей, тем выше ее устойчивость . Можно видеть, что в структурах III и VI число связей одинаково. Однако связь между экзоциклическим атомом углерода и атомом углерода в орто-положении кольца значительно слабее остальных связей. Следовательно, структура VI менее устойчива, чем остальные структуры. Используя упомянутый принцип, можно сделать вывод, что структура VI вносит наименьший вклад в резонанс, вследствие чего в лта-положении кольца не появляется заметного отрицательного заряда. [c.37] Указанный принцип применяют настолько часто, что предыдущий аргумент может показаться самоочевидным. Поэтому полезно проанализировать теоретическое обоснование этого принципа. [c.37] В ЭТОМ выражении W — вычисленная энергия молекулы Н — оператор Гамильтона (гамильтониан) для данной молекулярной системы т — элементарный объем. Гамильтонианы содержат такие члены, как д 1дх , д 1ду , д 1дг , и обычно представляют собой довольно сложные математические выражения, форма которых зависит от характера рассматриваемой системы. Однако для наших целей нет необходимости определять точную математическую форму гамильтониана достаточно только уяснить, что над функцией, перед которой стоит символ Я, должна быть произведена определенная математическая операция. [c.38] Левая часть этого уравнения представляет собой отношение весов, или вкладов, двух резонирующих структур — I и II. [c.39] Предположим, что структура I устойчивее, чем структура 11, т. е. [c.39] Теперь рассмотрим особый случай, когда обе резонирующие структуры обладают одинаковой энергией, т. е. [c.40] Физический смысл этого вывода нетрудно понять. Если две резонирующие структуры обладают одинаковой энергией или, на языке теории резонанса, если эти структуры одинаково устойчивы, то их вклад в резонанс одинаков. [c.40] Это важные результаты, которые используются в следующих главах. [c.40] Вернуться к основной статье