რეზონანსული თეორია. ორგანული ქიმიის რეზონანსი ქიმიაში

ქიმიური რეზონანსი

რეზონანსული თეორია- ქიმიური ნაერთების ელექტრონული სტრუქტურის თეორია, რომლის მიხედვითაც ელექტრონების განაწილება მოლეკულებში (კომპლექსური იონების ან რადიკალების ჩათვლით) არის კანონიკური სტრუქტურების კომბინაცია (რეზონანსი) ორელექტრონული კოვალენტური ბმების სხვადასხვა კონფიგურაციით. რეზონანსული ტალღის ფუნქცია, რომელიც აღწერს მოლეკულის ელექტრონულ სტრუქტურას, არის კანონიკური სტრუქტურების ტალღური ფუნქციების წრფივი კომბინაცია.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მოლეკულური სტრუქტურა აღწერილია არა ერთი შესაძლო სტრუქტურული ფორმულით, არამედ ყველა ალტერნატიული სტრუქტურის კომბინაციით (რეზონანსით).

კანონიკური სტრუქტურების რეზონანსის შედეგია მოლეკულის ძირითადი მდგომარეობის სტაბილიზაცია, ასეთი რეზონანსული სტაბილიზაციის ზომაა. რეზონანსული ენერგიაარის განსხვავება მოლეკულის ძირითადი მდგომარეობის დაკვირვებულ ენერგიასა და კანონიკური სტრუქტურის ძირითადი მდგომარეობის გამოთვლილ ენერგიას შორის მინიმალური ენერგიით.

ციკლოპენტადიენიდის იონის რეზონანსული სტრუქტურები

ამბავი

რეზონანსის იდეა კვანტურ მექანიკაში შემოიტანა ვერნერ ჰაიზენბერგმა 1926 წელს, როდესაც განიხილავდა ჰელიუმის ატომის კვანტურ მდგომარეობებს. მან შეადარა ჰელიუმის ატომის სტრუქტურა რეზონანსული ჰარმონიული ოსცილატორის კლასიკურ სისტემას.

ჰაიზენბერგის მოდელი გამოიყენა ლინუს პაულინგმა (1928) მოლეკულური სტრუქტურების ელექტრონული სტრუქტურის აღსაწერად. ვალენტურობის სქემების მეთოდის ფარგლებში, პაულინგმა წარმატებით ახსნა რიგი მოლეკულების გეომეტრია და ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები π ობლიგაციების ელექტრონული სიმკვრივის დელოკალიზაციის მექანიზმით.

მსგავსი იდეები არომატული ნაერთების ელექტრონული სტრუქტურის აღწერისთვის შემოგვთავაზა კრისტოფერ ინგოლდმა. 1926-1934 წლებში ინგოლდმა ჩაუყარა საფუძველი ფიზიკურ ორგანულ ქიმიას, შეიმუშავა ელექტრონული გადაადგილების ალტერნატიული თეორია (მეზომერიზმის თეორია), რომელიც შექმნილია რთული ორგანული ნაერთების მოლეკულების სტრუქტურის ასახსნელად, რომლებიც არ ჯდება ჩვეულებრივ ვალენტურ წარმოდგენაში. ინგოლდის მიერ შემოთავაზებული ტერმინი ელექტრონის სიმკვრივის დელოკალიზაციის ფენომენის აღსანიშნავად მეზომერიზმი"(1938), ძირითადად გამოიყენება გერმანულ და ფრანგულ ლიტერატურაში, ხოლო ინგლისურ და რუსულ ლიტერატურაში დომინირებს" რეზონანსი". ინგოლდის იდეები მეზომერული ეფექტის შესახებ რეზონანსული თეორიის მნიშვნელოვანი ნაწილი გახდა. გერმანელი ქიმიკოსის ფრიც არნდტის წყალობით დაინერგა მეზომერული სტრუქტურების საყოველთაოდ მიღებული აღნიშვნა ორთავიანი ისრების დახმარებით.

ომისშემდგომ სსრკ-ში რეზონანსის თეორია გახდა დევნის ობიექტი იდეოლოგიური კამპანიების ფარგლებში და გამოცხადდა "იდეალისტური", უცხო დიალექტიკური მატერიალიზმისთვის - და, შესაბამისად, მიუღებელია მეცნიერებასა და განათლებაში გამოსაყენებლად:

„რეზონანსული თეორია“, იდეალისტური და აგნოსტიკური, ეწინააღმდეგება ბუტლეროვის მატერიალისტურ თეორიას, როგორც მასთან შეუთავსებელს და შეუთავსებელს;... „რეზონანსული თეორიის“ მომხრეებმა უგულებელყვეს და დაამახინჯეს მისი არსი.

"რეზონანსის თეორია", რომელიც მექანიზებულია და მისი მეშვეობით. უარყოფს ორგანული ნივთიერებების თვისობრივ, სპეციფიკურ მახასიათებლებს და სრულიად ტყუილად ცდილობს ორგანული ქიმიის კანონები კვანტური მექანიკის კანონმდებლობამდე დაიყვანოს...

... ორგანულ ქიმიაში მეზომერულ-რეზონანსული თეორია არის ზოგადი რეაქციული იდეოლოგიის იგივე გამოვლინება, როგორც ვეისმანიზმი-მორგანიზმი ბიოლოგიაში, ასევე თანამედროვე „ფიზიკური“ იდეალიზმი, რომელთანაც იგი მჭიდროდ არის დაკავშირებული.

კედროვი ბ.მ. ქიმიურ მეცნიერებაში „ფიზიკური“ იდეალიზმის წინააღმდეგ. ციტ. მიერ

რეზონანსის თეორიის დევნამ უარყოფითი შეფასება მიიღო მსოფლიო სამეცნიერო საზოგადოებაში. ამერიკის ქიმიური საზოგადოების ერთ-ერთ ჟურნალში, საბჭოთა ქიმიურ მეცნიერებაში არსებული ვითარების მიმოხილვაში, კერძოდ, აღინიშნა:

იხილეთ ასევე

შენიშვნები

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

ნახეთ, რა არის "ქიმიური რეზონანსი" სხვა ლექსიკონებში:

NMR-ში, NMR სიგნალის ცვლა ნივთიერების ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით, ატომების ელექტრონების მიერ გარე მაგნიტური ველის სკრინინგის გამო. როდესაც ჩნდება გარე მაგნიტური ველი, წარმოიქმნება ატომების დიამაგნიტური მომენტი, ... ... ვიკიპედიის გამო

ადამიანის ტვინის გამოსახულება სამედიცინო NMR ტომოგრაფზე.

- (NMR) მატერიის მიერ ელექტრომაგნიტური ენერგიის რეზონანსული შთანთქმა, ატომის ბირთვების მაგნიტური მომენტების გადაადგილების გამო. NMR არის რადიო სპექტროსკოპიის ერთ-ერთი მეთოდი (იხ. რადიო სპექტროსკოპია). დაფიქსირდა ძლიერი მუდმივი მაგნიტური ... ...

სარჩევი ... ვიკიპედია

მეცნიერება ქიმიური ელემენტებისა და მათ მიერ წარმოქმნილი მარტივი და რთული ნივთიერებების შესახებ (გარდა ნახშირბადის ნაერთებისა, რომლებიც, მცირე გამონაკლისის გარდა, ორგანული ქიმიის საგანია). N. x. ყველაზე მნიშვნელოვანი... ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

I ქიმია I. ქიმიის საგანი და სტრუქტურა ქიმია არის ბუნებისმეტყველების ერთ-ერთი დარგი, რომლის საგანია ქიმიური ელემენტები (ატომები), მათ მიერ წარმოქმნილი მარტივი და რთული ნივთიერებები (მოლეკულები (იხ. მოლეკულა)), მათი გარდაქმნები და ... ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

მათემატიკა მათემატიკის სფეროში სამეცნიერო კვლევები რუსეთში მე-18 საუკუნეში დაიწყო, როდესაც ლ. ეილერი, დ. ბერნოული და სხვა დასავლეთ ევროპელი მეცნიერები გახდნენ პეტერბურგის მეცნიერებათა აკადემიის წევრები. პეტრე I-ის გეგმის მიხედვით, აკადემიკოსები უცხოელები ... ... დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

მინერალები არის მყარი ბუნებრივი წარმონაქმნები, რომლებიც შედიან დედამიწის, მთვარის და სხვა პლანეტების ქანების, აგრეთვე მეტეორიტებისა და ასტეროიდების ნაწილი. მინერალები, როგორც წესი, საკმაოდ ერთგვაროვანი კრისტალური ნივთიერებებია მოწესრიგებული შიდა ... ... კოლიერის ენციკლოპედია

მეცნიერება ნივთიერებების ქიმიური შემადგენლობის განსაზღვრის მეთოდების შესახებ. ქიმიური ანალიზი ფაქტიურად მთელ ჩვენს ცხოვრებას მოიცავს. მისი მეთოდები გამოიყენება მედიკამენტების სკრუპულოზურად შესამოწმებლად. სოფლის მეურნეობაში მას იყენებენ ნიადაგის მჟავიანობის დასადგენად ... ... კოლიერის ენციკლოპედია ელექტრონული წიგნი

ორმოციან წლებში მოხდა სამეცნიერო გარღვევა ორგანული ქიმიისა და მაკრომოლეკულური ნაერთების ქიმიის სფეროში. იქმნება ხარისხობრივად ახალი მასალები. მიმდინარეობს პოლიმერების ფიზიკისა და ქიმიის ფორმირების პროცესი, იქმნება მაკრომოლეკულების თეორია. მეცნიერული მიღწევები ამ სფეროში ხდება ეროვნული ეკონომიკის ხარისხობრივი გარდაქმნების ერთ-ერთი საფუძველი. და შემთხვევითი არ არის, რომ სწორედ აქ აძლევენ იდეოლოგებს ძლიერი პრევენციული დარტყმა.

საბაბი იყო რეზონანსის თეორია, რომელიც წამოაყენა 1928 წელს გამოჩენილმა ქიმიკოსმა, ნობელის პრემიის ლაურეატმა ლინუს პაულინგმა. ამ თეორიის თანახმად, მოლეკულებისთვის, რომელთა სტრუქტურა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს რამდენიმე სტრუქტურული ფორმულის სახით, რომლებიც განსხვავდება ბირთვებს შორის ელექტრონული წყვილის განაწილების გზით, რეალური სტრუქტურა არ შეესაბამება რომელიმე სტრუქტურას, მაგრამ შუალედურია მათ შორის. თითოეული სტრუქტურის წვლილი განისაზღვრება მისი ბუნებით და შედარებითი სტაბილურობით. რეზონანსული თეორია (და მასთან ახლოს ინგოლდის მეზომერიზმის თეორია) მნიშვნელოვანი იყო, როგორც სტრუქტურული წარმოდგენების მოსახერხებელი სისტემატიზაცია. ამ თეორიამ მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა ქიმიის, განსაკუთრებით ორგანული ქიმიის განვითარებაში. სინამდვილეში, მან შეიმუშავა ენა, რომელზეც ქიმიკოსები საუბრობდნენ რამდენიმე ათეული წლის განმავლობაში.

იდეა იდეოლოგთა მობრუნებისა და არგუმენტაციის ხარისხის შესახებ მოცემულია ნაწყვეტები სტატიიდან "რეზონანსის თეორია" /35/:

"სუბიექტურ-იდეალისტური მოსაზრებებიდან გამომდინარე, რეზონანსის თეორიის მიმდევრებმა გამოიგონეს მრავალი ქიმიური ნაერთის მოლეკულებისთვის ფორმულების ნაკრები - "მდგომარეობები" ან "სტრუქტურები", რომლებიც არ ასახავს ობიექტურ რეალობას. რეზონანსის თეორიის შესაბამისად, ჭეშმარიტი. მოლეკულის მდგომარეობა, სავარაუდოდ, ამ გამოგონილი „მდგომარეობების“ ან „სტრუქტურების“ კვანტური მექანიკური ურთიერთქმედების, „რეზონანსის“, „სუპერპოზიციის“ ან „გადაფარვის“ შედეგია.

… რეზონანსის თეორია, რომელიც მჭიდროდ არის დაკავშირებული ნ. ბორის „კომპლიმენტარობის“ იდეალისტურ პრინციპებთან და პ. დირაკის „სუპერპოზიციასთან“, არის „ფიზიკური“ იდეალიზმის გაგრძელება ორგანულ ქიმიაზე და აქვს იგივე მეთოდოლოგიური მახისტური საფუძველი.

რეზონანსული თეორიის კიდევ ერთი მეთოდოლოგიური ხარვეზი მისი მექანიზმია. ამ თეორიის შესაბამისად, ორგანულ მოლეკულაში სპეციფიკური თვისებრივი მახასიათებლების არსებობა უარყოფილია. მისი თვისებები მცირდება მისი შემადგენელი ნაწილების თვისებების მარტივ ჯამამდე; ხარისხობრივი განსხვავებები დაყვანილია წმინდა რაოდენობრივ განსხვავებამდე. უფრო ზუსტად, ორგანულ ნივთიერებებში წარმოქმნილი რთული ქიმიური პროცესები და ურთიერთქმედება აქ მცირდება ერთი, უფრო მარტივი ვიდრე ქიმიური ფორმები, მატერიის მოძრაობის ფიზიკური ფორმები - ელექტროდინამიკურ და კვანტურ მექანიკურ მოვლენებამდე. ქიმიის ფიზიკამდე დაყვანის იდეის შემუშავებით, ცნობილი კვანტური ფიზიკოსი და „ფიზიკური“ იდეალისტი ე. შროდინგერი თავის წიგნში „რა არის სიცოცხლე ფიზიკის თვალსაზრისით?“ იძლევა დედების მოძრაობის უმაღლესი ფორმების ქვედაზე ასეთი მექანიკური შემცირების ფართო სისტემას. ვაისმანიზმი-მორგანიზმის შესაბამისად, ის ამცირებს ბიოლოგიურ პროცესებს, რომლებიც სიცოცხლის საფუძველია გენებად, გენები ორგანულ მოლეკულებამდე, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება, ხოლო ორგანული მოლეკულები კვანტურ მექანიკურ მოვლენებამდე.

ორი წერტილი საინტერესოა. პირველ რიგში, იდეალიზმის სტანდარტული ბრალდებების გარდა, აქ უმნიშვნელოვანეს როლს თამაშობს თეზისი მოძრაობის ფორმების სპეციფიკისა და თვისებრივი მახასიათებლების შესახებ, რაც ფაქტობრივად აკრძალავს ფიზიკური მეთოდების გამოყენებას ქიმიაში, ფიზიკურ და ქიმიურ მეთოდებში. ბიოლოგია და ა.შ. მეორეც, მცდელობა იყო რეზონანსის თეორიის დაკავშირება ვაისმანიზმ-მორგანიზმთან, ანუ როგორ ჩაეყარა საფუძველი ერთიან ფრონტს მოწინავე სამეცნიერო ტენდენციებთან ბრძოლაში.

სამარცხვინო "მწვანე ტომი" შეიცავს ბ.მ. კედროვის /37/ სტატიას, რომელიც ეძღვნება "რეზონანსულ თეორიას". ის ასახავს იმ შედეგებს, რასაც ეს „საშინელი“ თეორია მოაქვს. აქ არის რამდენიმე ძალიან გამოვლენილი დასკვნა ამ სტატიიდან.

1. „რეზონანსული თეორია“ სუბიექტურ-იდეალისტურია, რადგან ის ფიქტიურ გამოსახულებას ობიექტად გარდაქმნის; ცვლის ობიექტს მათემატიკური გამოსახულებით, რომელიც არსებობს მხოლოდ მისი მხარდამჭერების თავში; ობიექტს - ორგანულ მოლეკულას - დამოკიდებულს ხდის ამ წარმოდგენაზე; ანიჭებს ამ წარმოდგენას დამოუკიდებელ არსებობას ჩვენი თავის გარეთ; აძლევს მას გადაადგილების, ურთიერთქმედების, ზემოქმედებისა და რეზონაციის უნარს.

2. „რეზონანსული თეორია“ აგნოსტიკურია, რადგან პრინციპში უარყოფს ერთი ობიექტის (ორგანული მოლეკულის) და მისი სტრუქტურის ერთიანი სტრუქტურული გამოსახულების, ერთი სტრუქტურული ფორმულის სახით ასახვის შესაძლებლობას; ის უგულებელყოფს ერთი ობიექტის ასეთ ცალკეულ გამოსახულებას და ცვლის მას ფიქტიური „რეზონანსული სტრუქტურების“ ნაკრებით.

3. „რეზონანსული თეორია“, იდეალისტური და აგნოსტიკოსი, ეწინააღმდეგება ბუტლეროვის მატერიალისტურ თეორიას, როგორც მასთან შეუთავსებელს და შეუთავსებელს; ვინაიდან ბუტლეროვის თეორია ფუნდამენტურად ეწინააღმდეგება ქიმიაში ყოველგვარ იდეალიზმს და აგნოსტიციზმს, „რეზონანსული თეორიის“ მომხრეებმა იგი უგულებელყვეს და დაამახინჯეს მისი არსი.

4. „რეზონანსული თეორია“, მექანიკური ყოფა და მეშვეობით. უარყოფს ორგანული ნივთიერების თვისებრივ, სპეციფიკურ მახასიათებლებს და სრულიად ტყუილად ცდილობს ორგანული ქიმიის კანონები კვანტური მექანიკის კანონებამდე დაიყვანოს; ამას ასევე უკავშირდება ბუტლეროვის თეორიის უარყოფა „რეზონანსული თეორიის“ მომხრეების მიერ. რადგან ბუტლეროვის თეორია, არსებითად დიალექტიკურია, ღრმად ავლენს ორგანული ქიმიის სპეციფიკურ კანონზომიერებებს, რომლებიც უარყოფილია თანამედროვე მექანისტთა მიერ.

5. თავისი არსით ინგოლდის მეზომერიზმის თეორია ემთხვევა პაულინგის „რეზონანსულ თეორიას“, რომელიც პირველს შეერწყა ერთ მეზომერულ-რეზონანსულ თეორიაში. როგორც ბურჟუაზიულმა იდეოლოგებმა შეკრიბეს ბიოლოგიის ყველა რეაქციული მიმდინარეობა, რათა ცალკე არ მოქმედებდნენ და გააერთიანა ვაისმანიზმი-მორგანიზმის ერთიან ფრონტში, ასევე გააერთიანა ორგანული ქიმიის რეაქციული დინებები და შექმნეს ერთიანი ფრონტი. პაულინგ-ინგოლდის მომხრეები. მეზომერიზმის თეორიის „რეზონანსის თეორიისგან“ გამიჯვნის ნებისმიერი მცდელობა იმ მოტივით, რომ მეზომერიზმის თეორიის მატერიალისტური ინტერპრეტაცია არის უხეში შეცდომა, რომელიც რეალურად ეხმარება ჩვენს იდეოლოგიურ ოპონენტებს.

6. ორგანულ ქიმიაში მეზომერულ-რეზონანსული თეორია არის ზოგადი რეაქციული იდეოლოგიის იგივე გამოვლინება, როგორც ვაისმანიზმი-მორგანიზმი ბიოლოგიაში, ასევე თანამედროვე „ფიზიკური“ იდეალიზმი, რომელთანაც იგი მჭიდროდ არის დაკავშირებული.

7. საბჭოთა მეცნიერთა ამოცანაა მტკიცედ ებრძოლონ იდეალიზმს და მექანიზმს ორგანულ ქიმიაში, მოდური ბურჟუაზიული, რეაქციული ტენდენციებისკენ მიდრეკილების წინააღმდეგ, საბჭოთა მეცნიერებისა და ჩვენი მსოფლმხედველობისადმი მტრული თეორიების წინააღმდეგ, როგორიცაა მეზომერული რეზონანსული თეორია...“

„რეზონანსული თეორიის“ ირგვლივ ვითარების გარკვეული პიკანტურობა მეცნიერული თვალსაზრისით ბრალდებების აშკარა ხელოვნურობამ შექმნა. ეს იყო მხოლოდ მიახლოებითი მოდელის მიდგომა, რომელსაც არანაირი კავშირი არ ჰქონდა ფილოსოფიასთან. მაგრამ ხმაურიანი დისკუსია დაიწყო. აი რას წერს მის შესახებ L. A. Blumenfeld / 38 /:

„ამ დისკუსიის დროს ზოგიერთმა ფიზიკოსმა ისაუბრა და ამტკიცებდა, რომ რეზონანსის თეორია არა მხოლოდ იდეალისტურია (ეს იყო დისკუსიის მთავარი მოტივი), არამედ გაუნათლებელიც, რადგან ის ეწინააღმდეგება კვანტური მექანიკის საფუძვლებს. ჩემი მასწავლებლები, ია.კ. სირკინი და მ.ე.დიატკინა, რომელთა წინააღმდეგაც ძირითადად ეს დისკუსია იყო მიმართული, თან წაიყვანეს, მივიდნენ იგორ ევგენიევიჩ ტამთან, რათა გაეგოთ მისი აზრი ამ საკითხთან დაკავშირებით. აბსოლუტური მეცნიერული კეთილსინდისიერება, სრული არარსებობა. „ფიზიკური სნობიზმი“, რომელიც არ იმოქმედებს რაიმე ოპორტუნისტული მოსაზრებებით და ბუნებრივი კეთილგანწყობით - ეს ყველაფერი ავტომატურად გახადა ტამი „ერთადერთ შესაძლო არბიტრად“. მისი თქმით, რეზონანსის თეორიაში შემოთავაზებული აღწერის მეთოდი არაფერს ეწინააღმდეგება კვანტურ მექანიკაში, აქ იდეალიზმი არ არის და, მისი აზრით, განხილვის საგანი საერთოდ არ არის. შემდგომში ყველასთვის ნათელი გახდა, რომ ის მართალი იყო. თუმცა დისკუსია, მოგეხსენებათ, გაგრძელდა. იყვნენ ადამიანები, რომლებიც აცხადებდნენ, რომ რეზონანსის თეორია ფსევდომეცნიერებაა. ამან უარყოფითი გავლენა მოახდინა სტრუქტურული ქიმიის განვითარებაზე...“

მართლაც, განხილვის საგანი არ არის, მაგრამ არის ამოცანა, დაარტყა მაღალმოლეკულური ქიმიის სპეციალისტებს. და ამ მიზნით, ბ.მ. კედროვმა, რეზონანსის თეორიის განხილვისას, მნიშვნელოვანი ნაბიჯი გადადგა V.I. ლენინის ინტერპრეტაციაში /37/:

„ამხანაგები, რომლებიც სიტყვა „აბსტრაქციას“ ეჭირათ, დოგმატიკოსებივით იქცეოდნენ. მათ შეადარეს ის ფაქტი, რომ მეზომერიზმის თეორიის წარმოსახვითი „სტრუქტურები“ აბსტრაქციებია და აბსტრაქციის ნაყოფიც კი, რასაც ლენინი ამბობდა მეცნიერულ აბსტრაქციაზე და დაასკვნეს, რომ იმის გამო, რომ აბსტრაქცია აუცილებელია მეცნიერებაში, ეს ნიშნავს, რომ დასაშვებია ყველა სახის აბსტრაქცია, მათ შორის აბსტრაქტული ცნებები მეზომერიზმის თეორიის ფიქტიური სტრუქტურების შესახებ. ასე რომ, მათ სიტყვასიტყვით გადაჭრეს ეს საკითხი, საქმის არსის საწინააღმდეგოდ, ლენინის პირდაპირი მითითებების საწინააღმდეგოდ. ცარიელი და აბსურდული აბსტრაქციების მავნებლობაზე, აბსტრაქტული ცნებების იდეალიზმად გადაქცევის საშიშროებაზე, სწორედ იმიტომ, რომ აბსტრაქტული ცნებების იდეალიზმად გარდაქმნის ტენდენციები თავიდანვე იყო როგორც მეზომერიზმის თეორიაში, ასევე რეზონანსის თეორიაში. ორივე ეს თეორია საბოლოოდ გაერთიანდა.

საინტერესოა, რომ იდეალიზმიც შეიძლება განსხვავებული იყოს. ასე რომ, სტატიაში „ბუტლეროვი“ /32/ ნათქვამია; რომ საბჭოთა ქიმიკოსები ეყრდნობიან ბუტლეროვის თეორიას რეზონანსის იდეალისტური თეორიის წინააღმდეგ ბრძოლაში. მაგრამ მეორეს მხრივ, ირკვევა, რომ „ზოგადად ფილოსოფიურ საკითხებში, რომლებიც არ უკავშირდება ქიმიას, ბუტლეროვი იყო იდეალისტი, სპირიტუალიზმის პროპაგანდისტი“. თუმცა, არანაირი წინააღმდეგობა არ თამაშობს როლს იდეოლოგებისთვის. მოწინავე მეცნიერების წინააღმდეგ ბრძოლაში ყველა საშუალება კარგი იყო.

რეზონანსული თეორია

რეზონანსის კონცეფცია (ან თეორია) შემოგვთავაზა პაულინგმა 1930-იანი წლების დასაწყისში. მისი მთავარი იდეა შემდეგი იყო. თუ Ψ 0 წარმოადგენს სისტემის ზოგიერთ ტალღურ ფუნქციას, მაშინ ინტეგრალი (H ^ არის ჰამილტონის ოპერატორი) უნდა იყოს მეტი ან ტოლი E 0 ყველაზე დაბალი მდგომარეობის ენერგიაზე. რაც უფრო ახლოს არის Ψ ამ საკუთრივ ფუნქციასთან, მით უფრო მცირე იქნება სხვაობა E - E 0. დავუშვათ, რომ ვიპოვეთ ფუნქცია Ψ 1, რომელიც წარმოადგენს სისტემის შესაძლო მდგომარეობებს, მაგალითად, ლუისის ელექტრონული ფორმულის შესაბამისი მდგომარეობა. შემდეგ, როდესაც Ψ 1-ით შევცვლით მითითებულ ინტეგრალში, შეიძლება გამოვთვალოთ ელექტრონული ენერგია E 1 ბირთვთაშორისი მანძილების ფუნქციით. ანალოგიურად, ფუნქცია Ψ 2, რომელიც შეესაბამება ალტერნატიულ ელექტრონულ ფორმულას, შეიძლება გამოყენებულ იქნას E 2-ის გამოსათვლელად. თუ E 1 დონე მნიშვნელოვნად დაბალია E 2 დონეზე, მაშინ ფუნქცია Ψ 1 უკეთესად მიახლოვდება სისტემის ძირითად მდგომარეობას, ვიდრე Ψ 2, და თუ სხვა ალტერნატივა არ არსებობს, მაშინ მხოლოდ Ψ 1-ის შესაბამისი ელექტრონული ფორმულა შეიძლება იყოს. გათვალისწინებულია. ზოგადად რომ ვთქვათ, თუ Ψ 1 და Ψ 2 აქვთ იგივე სიმეტრია და, რაც მთავარია, იგივე სიმრავლე (ე.ი. დაუწყვილებელი ელექტრონების იგივე რაოდენობა), მაშინ შეიძლება მოიძებნოს E-ს მნიშვნელობა aΨ 1 + bΨ 2 ფუნქციის შესაბამისი. როდესაც E 1 და E 2 დიდად არ განსხვავდებიან და როცა Ψ 1 და &Ψ 2 მდგომარეობებს შორის ურთიერთქმედების შესაბამისი ტერმინები დიდია, მაშინ გამოდის, რომ ფუნქცია, რომელიც საუკეთესო მიახლოებას აძლევს საბაზისო მდგომარეობის საკუთრივ ფუნქციას. სისტემა არ იქნება Ψ 1 და არა Ψ 2, არამედ მათი წრფივი კომბინაცია a და b კოეფიციენტებით სიდიდის ერთნაირი რიგით. ამ შემთხვევაში, არც ერთი ელექტრონული ფორმულა თავისთავად არ შეიძლება იყოს დაკავშირებული მოლეკულასთან. ორივე სტრუქტურა საჭიროა, თუმცა ერთს ალბათ უფრო მეტი წონა ექნება ვიდრე მეორე. „მოლეკულა, — აღნიშნავს პოლინგი, „შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც სწრაფად რყევად ორ ელექტრონულ ფორმულას შორის და მისი სტაბილურობა უფრო დიდია, ვიდრე რომელიმე ამ ფორმულისთვის, „ამ რყევების რეზონანსული ენერგიის“ გამო. შემდგომში განვითარდა რეზონანსის თეორია. პოლინგის, ველენდის და სხვა ავტორების მიერ, რომლებმაც გამოიყენეს იგი ქიმიურ ნაერთების ფართო სპექტრზე.

ამ თეორიის გენეზისი საკმარისად დეტალურად იქნა განხილული გ.ვ.ბიკოვის მონოგრაფიაში. ამიტომ, გამეორების თავიდან აცილების მიზნით, მომავალში მხოლოდ იმ საკითხებზე ვისაუბრებთ, რომლებიც ადეკვატურად არ არის გაშუქებული ლიტერატურაში.

რეზონანსის ცნებამ ყველაზე დიდი განაწილება ჰპოვა ორგანულ ქიმიაში. ამავდროულად, მისი პოპულარობა იმდენად დიდი იყო, რომ ხშირად მას VS მეთოდით აიგივებდნენ. როდესაც გააკრიტიკეს ელექტრონული სტრუქტურების რეზონანსის როლის ჰიპერტროფია, ასეთმა იდენტიფიკაციამ უარყოფითი გავლენა მოახდინა მრავალი ქიმიკოსის დამოკიდებულებაზე HS მეთოდის მიმართ და გამოიწვია ამ უკანასკნელის როლისა და ლოგიკური სტრუქტურის გაუგებრობა. რეზონანსის კონცეფციის ისტორიული მნიშვნელობა მდგომარეობს, პირველ რიგში, იმაში, რომ მან განსაზღვრა VS მეთოდის განვითარების ერთ-ერთი შესაძლო მიმართულება. მეორეც, ამან საშუალება მისცა ქიმიური ნაერთების სტრუქტურის კლასიკურ და კვანტურ თეორიებს შორის ურთიერთობის ღრმა გაგების საშუალებას, გამოავლინა ფიზიკური და ქიმიური რეალობის ის ასპექტები, რომლებიც ადეკვატურად ვერ აისახებოდა სტრუქტურის კლასიკურ თეორიას.

იმისათვის, რომ უფრო ნათლად წარმოვიდგინოთ რეზონანსის როლი ამ მეთოდის ლოგიკურ სტრუქტურაში, შევეცადოთ ვუპასუხოთ შემდეგ კითხვას: შესაძლებელია თუ არა „რეზონანსის გარეშე“ VS მეთოდი და თუ ასეა, რა იქნება მისი მახასიათებლები. რეტროსპექტული თვალსაზრისით, VS მეთოდის შემუშავების სხვა შესაძლო გზა შეიძლება შედგებოდეს იდეალური დაწყვილების მიახლოების შენარჩუნებაში, მაგრამ ამ შემთხვევაში უნდა განზოგადოდეს ჰიბრიდიზაციის კონცეფცია, ე.ი. გამოვიყენოთ არაატომური, თუნდაც ჰიბრიდი. სიტყვის ჩვეულებრივი გაგებით) ორბიტალები, როგორც ძირითადი ფუნქციები, და მათი წრფივი კომბინაციები, ზოგადად, არ არის ორთოგონალური * . განტოლებები, რომლებიც მართავენ ამ წრფივ კომბინაციებს, არის გოდარდის განტოლებები. გარკვეული გაგებით, ეს მეთოდი, რომელსაც გოდარმა უწოდა "განზოგადებული VS მეთოდი", ამავე დროს არის MO მეთოდის განზოგადება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, რეზონანსის კონცეფცია ემსახურებოდა არა მხოლოდ VS მეთოდის გამოხატვის ერთ-ერთ საშუალებას, რომელიც დიდ მოქნილობას აძლევდა ქიმიკოსთა აზროვნებას, არამედ იყო ერთგვარი წყალგამყოფი, რომელიც ჰყოფდა კვანტური ქიმიის ორ ყველაზე გავრცელებულ მეთოდს, VS. და MO, ვინაიდან VS მეთოდის „რეზონანსული“ ვერსია არის ამ უკანასკნელის ისეთი მოდიფიკაცია, რაც მას აძლევს MO მეთოდის მახასიათებლებს.

* (ძირითადი AO-ები VS მეთოდის ჩვეულებრივ ფორმულირებაში ასევე არაორთოგონალურია.)

მოდით ეს თეზისი ავხსნათ ბენზოლის მოლეკულის მაგალითზე. VS მეთოდში ბენზოლის მოლეკულის π-ელექტრონული სისტემის აღსაწერად აუცილებელია გავითვალისწინოთ ხუთი დამოუკიდებელი სტრუქტურა, რომლებიც ხასიათდება I-V დიაგრამებით (იხ. სურ. 16). ეს დიაგრამები შეიძლება აშენდეს Young სქემებისა და ცხრილების გამოყენებით.

ოპერატორის ანტისიმეტრიული საკუთრივ ფუნქცია შეიძლება მივიღოთ Φ კოორდინატის და სპინის Χ ფუნქციების ნამრავლიდან გოდარდის ოპერატორის მოქმედებით.

(3.50)

(3.51b)

(3.51c)

სად არის სივრცითი კოორდინატების პერმუტაციის ოპერატორები; - spin ცვლადების პერმუტაციის ოპერატორები; - N-ელექტრონების პერმუტაციური ჯგუფის შეუქცევადი წარმოდგენის [λ] მატრიცული ელემენტები; f არის ამ წარმოდგენის განზომილება.

გოდარდის მეთოდი იყენებს Φ და Χ ფუნქციების სპეციალურ არჩევანს ერთელექტრონული ფუნქციების პროდუქტების სახით:

გოდარდის მეთოდის მრავალელექტრონული ტალღის ფუნქცია შეიძლება ასოცირებული იყოს სპინის დაწყვილების გარკვეულ სქემასთან, რომელიც შეესაბამება ზოგიერთ განზოგადებულ რუმერის დიაგრამას * . მართლაც, როგორც გოდარმა აჩვენა, ოპერატორის მოქმედება Φ და Χ ნამრავლზე უდრის ახალგაზრდა ოპერატორის მოქმედებას X-ზე, რასაც მოჰყვება ანტისიმეტრიზაცია:

რომელიც X-ის შესაბამისი არჩევით სრულად შეესაბამება VS მეთოდის მრავალელექტრონული ფუნქციის კონსტრუქციას. მაგალითად, ბენზოლის π-ელექტრონული სისტემისთვის, არჩევანი

შეესაბამება სპინის დაწყვილების სქემას, რომელიც გამოიხატება შემდეგი სქემით:

(3.56)

* (განზოგადებულში ვგულისხმობთ რუმერის დიაგრამას, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ჯვარედინი შტრიხებს.)

ამრიგად, განზოგადებული VS მეთოდის ხუთი დიაგრამის ნაცვლად, მხოლოდ ერთი გვაქვს. ეს დიაგრამა გარეგნულად ემთხვევა V დიაგრამას (იხ. სურ. 16). თუმცა, სანამ დიაგრამები I-V ახასიათებს ატომური π-ორბიტალების დაწყვილებას, დიაგრამაში (3.56) ამ უკანასკნელის წრფივი კომბინაციები (მოლეკულური ორბიტალები) φ k უნდა ჩაითვალოს დაწყვილებულად, რომლებიც განისაზღვრება * ფორმის განტოლებით.

* (MO მეთოდით, მოლეკულური ორბიტალები აკმაყოფილებენ მსგავს განტოლებებს, მაგრამ საერთო ეფექტური ჰამილტონიანი ყველა k-სთვის. ნ, რაც მათ ორთოგონალურს ხდის. გოდარდის მეთოდით ორბიტალები არ არის ორთოგონალური და ამ მხრივ ატომურ ორბიტალებს წააგავს.)

მნიშვნელოვანია, რომ ეს განტოლებები შეიძლება იყოს ინტერპრეტირებული დამოუკიდებელი ნაწილაკების მოდელის (IPM) ფარგლებში, ანუ, გარკვეული მდგომარეობა, რომელიც ხასიათდება φ k ორბიტალით, შეიძლება მიეწეროს ცალკეულ ელექტრონს. გოდარდის შემდეგ, არსებობს სამი პირობა, რომელიც შესაძლებელს ხდის ასეთ ინტერპრეტაციას:

1. N ელექტრონები დაკავშირებულია არაუმეტეს N სხვადასხვა ორბიტალთან;
2. თითოეული ორბიტალი უნდა იყოს ზოგიერთი ეფექტური ჰამილტონის საკუთრივ ფუნქცია, რომელიც განსაზღვრავს ელექტრონის მოძრაობას ბირთვების ველში და სხვა ელექტრონების საშუალო ველში;
3. ეს საშუალოდ ველი შეიძლება იყოს არალოკალური, მაგრამ ის უნდა იყოს თანმიმდევრული.

გოდარდის მეთოდისგან განსხვავებით, VS მეთოდი თავის ჩვეულ ფორმულირებაში არ აკმაყოფილებს (2) და (3) პირობებს და, შესაბამისად, ვერ იქნება ინტერპრეტირებული MNP-ების თვალსაზრისით. ამავდროულად, იგი აღიარებს განზოგადებას გოდარის მეთოდის ფარგლებში, რომელიც აკმაყოფილებს ზემოაღნიშნული სამივე პირობას, რის გამოც მისი ინტერპრეტაცია MNP-ის მიხედვით ხდება შესაძლებელი.

რა თქმა უნდა, 1930-იანი წლების დასაწყისში (და მოგვიანებით) ზემოთ ჩამოყალიბებული მიდგომა ვერ განხორციელდა, ძირითადად იმიტომ, რომ საჭირო კომპიუტერული ტექნოლოგიების არარსებობის გამო, თეორია ძირითადად განვითარდა ნახევრად ემპირიული და ემპირიული მეთოდების საფუძველზე, ასევე. როგორც მარტივი სისტემებისთვის შემუშავებული მეთოდების ინტუიციური განზოგადება და მსგავსები (მინიმუმ სემანტიკურ გეგმაში) სტრუქტურის კლასიკური თეორიისადმი. რა თქმა უნდა, კომპიუტერული ტექნოლოგიის ნაკლებობამ მრავალი ელექტრონის პრობლემის მათემატიკური სირთულეების დასაძლევად, ატომებისა და მოლეკულების ელექტრონული სტრუქტურის გაგების წინსვლის მისწრაფებისას ხელი შეუწყო ფუნდამენტური ცნებების განვითარებას, რომლებმაც შეინარჩუნეს თავიანთი მნიშვნელობა დღემდე. თუმცა, უდიდესი განვითარება მიეცა იმ იდეებსა და მეთოდებს, რომლებიც ნაყოფიერად გამოიყენებოდა თეორიის ხარისხობრივ და რაოდენობრივ მხარეებს შორის დიდი უფსკრულის არსებობის პირობებში.

ახლა გადავიდეთ სხვა კითხვაზე - რეზონანსული სტრუქტურების რეალობის შესახებ. პირველი, რამდენიმე შენიშვნა ტერმინოლოგიის შესახებ. მიგვაჩნია, რომ ტერმინი „რეზონანსული სტრუქტურები“ შეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ვსაუბრობთ VS მეთოდის ეკვივალენტურ სტრუქტურებზე. მაგალითად, ბუტადიენის სტრუქტურებს არ შეიძლება ეწოდოს რეზონანსული. ან ციკლოკტატეტრაენი .

თითოეულ ამ მაგალითში, პირველი სტრუქტურა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ნაერთის სტრუქტურული ფორმულა, მაგრამ მეორე არ შეიძლება, რადგან მისი წონა უმნიშვნელოა. მართლაც, ერთი ბმის სიგრძე ასეთ სტრუქტურაში აღმოჩნდება ორმაგი ბმის სიგრძეზე ნაკლები, რაც ეწინააღმდეგება ცნობილ ემპირიულ კანონებს, რომლებიც უკავშირდება ბმის სიმრავლეს მის სიგრძეს. აზრი აქვს ვისაუბროთ რეზონანსულ და რეზონანსულ სტრუქტურებზე, როდესაც ამ სტრუქტურების შესაბამისი ენერგიის კვანტურ-მექანიკური საშუალო მნიშვნელობები ტოლია ან ახლოსაა. თუმცა, ზემოაღნიშნული გაგებით გაგებული რეზონანსი არ უნდა იყოს დაკავშირებული რაიმე რხევებთან, რხევებთან, პულსაციასთან ან რყევებთან, როგორც ამას აკეთებდნენ პოლინგი და სხვა ავტორები. ასეთი ფსევდოკლასიკური იდეები, რომლებიც საეჭვო მნიშვნელობისაა მოლეკულის ელექტრონულ სისტემასთან მიმართებაში, სრულიად მცდარია ატომის ბირთვებთან მიმართებაში, რომლებიც განხილვის ამ დონეზე (ელექტრონული პრობლემა ადიაბატურ მიახლოებაში) უნდა ჩაითვალოს უძრავად. სტრუქტურების „რეზონანსის“ შემთხვევაში, ნაერთს, როგორც წესი, არ შეიძლება ახასიათებდეს კლასიკური სტრუქტურული ფორმულა, რომელიც არ ეწინააღმდეგება მის თვისებებს. მაგალითად, ბენზოლისთვის, არც ერთი კლასიკური კეკულეს ფორმულა არ ასახავს მოლეკულის სიმეტრიას, მის ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებს. ანალოგიურად, ფორმულა არ არის საკმაოდ ადეკვატური ნაფტალინის მოლეკულისთვის, რადგან მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული მინიმუმ ორი სტრუქტურა:

* (ელექტრონული ენერგიის ეს მნიშვნელობები განისაზღვრება ატომური ბირთვების ყველა სტრუქტურის ფიქსირებული და იდენტური კონფიგურაციის დროს კვანტური ქიმიის მეთოდებით. მათ არ აქვთ პირდაპირი ფიზიკური ან ქიმიური მნიშვნელობა და არ იზომება ექსპერიმენტულად.)

ორგანულ ქიმიაში სტრუქტურების რეზონანსი ჩვეულებრივ გამოწვეულია კონიუგაციაერთჯერადი და ორმაგი ნახშირბად-ნახშირბადის ბმები, განსაკუთრებით პლანტურ ციკლურ სისტემებში (არომატიული ნახშირწყალბადები და ჰეტეროციკლები). მაშასადამე, რეზონანსის კონცეფცია ემყარება ასეთი ნაერთების თეორიას გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, სანამ იგი არ შეიცვალა MO LCAO მეთოდით.

ზოგჯერ "ელექტრონული იზომერების" კონცეფცია დაკავშირებულია რეზონანსული სტრუქტურების კონცეფციასთან. უფრო მეტიც, ისინი განიმარტება, როგორც ქიმიური ნაერთები, რომლებსაც ახასიათებთ ერთი და იგივე ბირთვული კონფიგურაცია, მაგრამ ელექტრონის სიმკვრივის განსხვავებული განაწილება. ასეთი წარმოდგენა, რა თქმა უნდა, მცდარია, რადგან ეს არის ზუსტად ელექტრონის სიმკვრივის განაწილება, რომელიც განსაზღვრავს წონასწორობის ბირთვულ კონფიგურაციას. აქედან გამომდინარე, ელექტრონული იზომერები აუცილებლად უნდა შეესაბამებოდეს სხვადასხვა ბირთვულ კონფიგურაციას, ასე რომ ეს კონცეფცია დაიყვანება იზომერიზმის ჩვეულებრივ კონცეფციამდე (დაწვრილებით იხილეთ ნაშრომი).

ზემოთ ნათქვამის ფონზე, ბუნებრივია კითხვა: ობიექტური რეალობის რა ასპექტებს ასახავს რეზონანსის კონცეფცია?

რამდენიმე რეზონანსული სტრუქტურის გათვალისწინების აუცილებლობა, უპირველეს ყოვლისა, განპირობებულია იმით, რომ ყოველთვის არ არის შესაძლებელი ქიმიური ბმის მიკუთვნება ატომების ცალკეულ წყვილებს, ანუ ქიმიური ბმა შეიძლება განხორციელდეს სამ ან მეტ ატომს შორის. ასეთი დელოკალიზაცია შეესაბამება კოვალენტური სტრუქტურების რეზონანსს. ამავდროულად, ლოკალიზებული ორცენტრიანი ბმების მქონე ნაერთებში, ეს უკანასკნელი შეიძლება იყოს (და ჩვეულებრივ არის) პოლარიზებული. ბმის პოლარობის ასახვისთვის მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული იონ-კოვალენტური რეზონანსი. ზოგიერთ შემთხვევაში, სტრუქტურების რეზონანსის გათვალისწინების გარეშე, შეიძლება მივიღოთ მოლეკულის ელექტრონული სტრუქტურის ხარისხობრივად არასწორი აღწერა, კერძოდ, მოლეკულის სიმეტრიასა და მასში ელექტრონის სიმკვრივის განაწილებას შორის შეიძლება იყოს შესაბამისობა. დარღვეულია, რომლის მაგალითია ბენზოლის მოლეკულა. ქიმიური სტრუქტურის კლასიკურ თეორიაში მიღებული ნაერთის ერთსტრუქტურული წარმოდგენა მიახლოებითია კვანტური ქიმიური თეორიის თვალსაზრისით, რომელიც აღწერს ქიმიური ნაერთების სტრუქტურას (VS მეთოდის ფარგლებში) რამდენიმე რეზონანსული სტრუქტურით. . სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, რეზონანსის კონცეფცია მიახლოების დონეზე, რომელიც განსაზღვრულია VS მეთოდით კონცენტრირებული, უკიდურესად სქემატური ფორმით, ასახავს ქიმიური სტრუქტურის თეორიის მთელ ევოლუციას - თითოეული ცალკეული ნაერთისთვის გარკვეული კლასიკური სტრუქტურული ფორმულის მინიჭებიდან დაწყებული, გათვალისწინებამდე. ელექტრონების დელოკალიზაცია კვანტურ თეორიაში. ამრიგად, პრინციპში, რეზონანსის კონცეფციის გაჩენა ისტორიულად იყო VS მეთოდის საფუძვლად არსებული იდეების წრის დასრულება.

შემდეგ ნაწილში განხილული იქნება ელექტროფილური ჩანაცვლების რეაქციების თანამედროვე კონცეფციები არომატულ სერიაში. ამ შემთხვევაში, არ შეიძლება რეზონანსის თეორიის გარეშე, რომელიც გახდა სტრუქტურული თეორიის ნაწილი და საშუალებას აძლევს ვიზუალურად წარმოიდგინოს ელექტრონის სიმკვრივის განაწილება არარეაქტიულ მოლეკულაში ან ორგანული რეაქციების შუალედურ ნაწილაკებში - იონებსა და რადიკალებში. შემუშავდა რეზონანსული თეორიის საფუძვლები პოლინგიგასული საუკუნის 40-იან წლებში.

გრაფიკული ხელსაწყოების მხოლოდ შეზღუდული ნაკრების გამოყენებით, ქიმიკოსები სასწაულებს აკეთებენ - ისინი ქაღალდზე სტრუქტურული ფორმულების დახმარებით გადმოსცემენ მილიონობით ორგანული ნაერთების სტრუქტურას. თუმცა, ზოგჯერ ეს ვერ ხერხდება. შესაძლოა, ამ ტიპის ერთ-ერთი პირველი მაგალითი იყო ბენზოლი, რომლის თვისებების ერთი ფორმულით გადმოცემა შეუძლებელია. ამიტომ კეკულე იძულებული გახდა მისთვის ორი ფორმულა შესთავაზა არალოკალიზებული ორმაგი ბმებით. რეზონანსული თეორიის წარმოშობის შესახებ მკაფიო წარმოდგენის მისაღებად, მოდით გადავხედოთ კიდევ რამდენიმე მაგალითს.

ნიტრიტის იონისთვის NO 2- შეიძლება შემოგვთავაზოს შემდეგი სტრუქტურული ფორმულა

ამ ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ ნიტრიტის იონში არის ორი განსხვავებული ჟანგბადი, რომელთაგან ერთი ატარებს უარყოფით მუხტს, ხოლო მეორე არ არის დამუხტული. თუმცა ცნობილია, რომ ნიტრიტის იონში ორი განსხვავებული ჟანგბადი არ არის. ამ სირთულის დასაძლევად იონის სტრუქტურა ორი ფორმულით უნდა ყოფილიყო წარმოდგენილი

ანალოგიური ვითარებაა ალილ კატიონის შემთხვევაშიც, რომელსაც ადრე უკვე შევხვდით. ამ ნაწილაკისთვის ასევე უნდა გამოვიყენოთ ორი ფორმულა, რომელიც მხოლოდ ერთად გადმოსცემს კატიონის ყველა სტრუქტურულ მახასიათებელს.

მას შემდეგ, რაც შევთანხმდით ზოგიერთი მოლეკულის ან ნაწილაკების სტრუქტურის რამდენიმე ფორმულით გადმოცემის აუცილებლობაზე, ჩვენ ვდგებით პასუხის ძიების წინაშე ბევრ კითხვაზე, რომელიც წარმოიქმნება. მაგალითად, რამდენი ფორმულა გადმოსცემს ნაწილაკების ყველა სტრუქტურულ მახასიათებელს? შეესაბამება თუ არა რეალური ნაწილაკები შერჩეულ ფორმულებს? როგორია ელექტრონების რეალური განაწილება ნაწილაკებში?

ამ და სხვა კითხვებზე პასუხობს რეზონანსის თეორია ხარისხობრივ დონეზე. ამ თეორიის ძირითადი დებულებები შემდეგია.

1. თუ ნაწილაკების სტრუქტურის ყველა დახვეწილობა არ შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ერთი ფორმულით, მაშინ ეს უნდა გაკეთდეს რამდენიმე სტრუქტურის გამოყენებით. ამ სტრუქტურებს უწოდებენ რეზონანსულ, შემზღუდველ, საზღვრებს, კანონიკურს.

2. თუ ნაწილაკისთვის შესაძლებელია ორი ან მეტი მისაღები სტრუქტურის დახატვა, მაშინ ელექტრონების ფაქტობრივი განაწილება არცერთ მათგანს არ შეესაბამება, არამედ შუალედურია მათ შორის. რეალური ნაწილაკი ითვლება რეალურად არარსებული რეზონანსული სტრუქტურების ჰიბრიდად. თითოეული შემზღუდველი სტრუქტურა ხელს უწყობს ნაწილაკებში ელექტრონის სიმკვრივის რეალურ განაწილებას. რაც უფრო დიდია ეს წვლილი, მით უფრო ახლოსაა კანონიკური სტრუქტურები ენერგიაში.

3. რეზონანსული ფორმულები იწერება გარკვეული წესების დაცვით:

სხვადასხვა რეზონანსულ სტრუქტურაში, ყველა ატომის პოზიციები ერთნაირი უნდა იყოს, მათი განსხვავება მხოლოდ ელექტრონების განლაგებაშია;

სასაზღვრო ფორმულები დიდად არ უნდა განსხვავდებოდეს ელექტრონების პოზიციით, წინააღმდეგ შემთხვევაში ასეთი სტრუქტურების წვლილი რეზონანსულ ჰიბრიდში მინიმალური იქნება;

რეზონანსულ ჰიბრიდში მნიშვნელოვანი წვლილის მქონე სასაზღვრო სტრუქტურებს უნდა ჰქონდეთ დაუწყვილებელი ელექტრონების იგივე და ყველაზე მცირე რაოდენობა.

4. რეალური ნაწილაკის ენერგია რომელიმე შემზღუდველი სტრუქტურის ენერგიაზე ნაკლებია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, რეზონანსული ჰიბრიდი უფრო სტაბილურია, ვიდრე ნებისმიერი სტრუქტურა, რომელიც მონაწილეობს რეზონანსში. სტაბილურობის ამ ზრდას რეზონანსული ენერგია ეწოდება.

ჩვენ გამოვიყენებთ რეზონანსის თვისებრივი და ვიზუალური თეორიის ნაყოფს ძალიან მალე - არომატულ სერიაში ჩანაცვლების რეაქციებში ორიენტაციის ახსნისას. ამასობაში აღვნიშნავთ, რომ ეს თეორია 70 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში ერთგულად ემსახურება ქიმიას, თუმცა მისი გამოქვეყნების დღიდან მას აკრიტიკებდნენ. ხშირად კრიტიკა დაკავშირებულია დამაბნეველ ურთიერთობასთან რეალურ ნაწილაკსა და კანონიკურ სტრუქტურებს შორის. თავად რეზონანსული თეორია ამტკიცებს, რომ კანონიკური სტრუქტურები ფიქტიურია. თუმცა, საკმაოდ ხშირად მათ რეალური მნიშვნელობა ენიჭებათ, რაც, რა თქმა უნდა, სიმართლეს არ შეესაბამება. თუმცა, არის შესაძლებლობა, მახვილგონივრული განიხილოს სიტუაცია. ასე რომ, ავხსნათ კავშირი შემზღუდველ სტრუქტურებსა და მათ რეზონანსულ ჰიბრიდს შორის თ.უალანდიშესთავაზა ბიოლოგიური ანალოგიის გამოყენება, რომელიც შემდეგნაირად იშლება. „როდესაც ვამბობთ, რომ ჯორი არის ვირის და ცხენის ჰიბრიდი, სულაც არ ვგულისხმობთ, რომ ზოგიერთი ჯორი არის ვირი, ზოგი კი ცხენი, ან რომ ყოველი ჯორი არის ცხენი დროის ნაწილი და ვირი ნაწილია. დრო. ჩვენ უბრალოდ ვგულისხმობთ იმას, რომ ჯორი არის ცხოველი, რომელიც დაკავშირებულია როგორც ცხენთან, ასევე ვირთან და მისი აღწერისას მოსახერხებელია მისი შედარება ამ ნაცნობ ცხოველებთან. უნდა აღინიშნოს, რომ Wheland-ის ანალოგია არ არის მთლად სწორი. მართლაც, საბოლოო სტრუქტურებისგან განსხვავებით, რომლებიც რეალურად არ არსებობს, ვირი და ცხენი ძალიან კონკრეტული არსებები არიან. გარდა ამისა, ზოგიერთმა ექსპერტმა ყურადღება გაამახვილა რეზონანსული თეორიის გარკვეული პოსტულატების სუბიექტურობაზე. ამ თეორიის განხილვის გაგრძელება უილანდის ბიოლოგიური ანალოგიის ფარგლებში, O.A. Reutovჯერ კიდევ 1956 წელს მან აღნიშნა, რომ „რეზონანსის კონცეფცია ვერ იწინასწარმეტყველებს, რომ ჯორი არის ზუსტად ცხენისა და ვირის ჰიბრიდი. ეს დამოუკიდებლად უნდა იყოს ცნობილი. წინააღმდეგ შემთხვევაში, შეგიძლიათ, მაგალითად, ერთ-ერთ მშობლად აიღოთ სპილო და აირჩიოთ მეორე მშობელი ისე, რომ ყველაფერი მათემატიკურად გადაიზარდოს.

რეზონანსული თეორია-იდეალისტური თეორია ორგანულ ქიმიაში, შექმნილი XX საუკუნის 30-იან წლებში. ამერიკელი ფიზიკოსისა და ქიმიკოსის L.G. Gauling-ის მიერ და მიღებული ზოგიერთი ბურჟუაზიული ქიმიკოსის მიერ. ეს თეორია შეუერთდა მეზომერიზმის თეორიას, რომელიც წარმოიშვა 1920-იანი წლების შუა ხანებში ინგლისელი ფიზიკოსისა და ქიმიკოსის კ.ინგოლდის მიერ, რომელსაც იგივე მეთოდოლოგიური საფუძველი ჰქონდა, რაც რეზონანსულ თეორიას. რეზონანსის თეორიის მიმდევრები იყენებენ (იხ.) არა დიდი რუსი ქიმიკოსის მოლეკულების ქიმიური სტრუქტურის მატერიალისტური და დიალექტიკური თეორიის განვითარებისთვის (იხ.) ატომთაშორისი მანძილების, მიმართული ვალენტობების, ატომების ურთიერთგავლენის შესწავლით მოლეკულაში, ქიმიური რეაქციების სიჩქარე და მიმართულება და ა.შ. ისინი ცდილობენ, კვანტური მექანიკის დახმარებით მიღებული მონაცემების მანიპულირებით დაამტკიცონ, რომ ბუტლეროვის თეორია მოძველებულია.

სუბიექტურ-იდეალისტური მოსაზრებებიდან გამომდინარე, რეზონანსის თეორიის მიმდევრებმა გამოიგონეს მრავალი ქიმიური ნაერთის მოლეკულებისთვის ფორმულების კომპლექტი - "მდგომარეობები" ან "სტრუქტურები", რომლებიც არ ასახავს ობიექტურ რეალობას. რეზონანსის თეორიის შესაბამისად, მოლეკულის ჭეშმარიტი მდგომარეობა, სავარაუდოდ, არის ამ გამოგონილი „მდგომარეობების“ ან „სტრუქტურების“ კვანტური მექანიკური ურთიერთქმედების, „რეზონანსის“, „სუპერპოზიციის“ ან „ზედადგმის“ შედეგი. ინგოლდის მეზომერიზმის თეორიის შესაბამისად, ზოგიერთი მოლეკულის ჭეშმარიტი სტრუქტურა განიხილება, როგორც შუალედი ორ "სტრუქტურას" შორის, რომელთაგან თითოეული არ შეესაბამება რეალობას. შესაბამისად, რეზონანსის თეორია აგნოსტიკურად უარყოფს მრავალი ცალკეული ნივთიერების მოლეკულის ჭეშმარიტი სტრუქტურის ერთი ფორმულით გამოხატვის შესაძლებლობას და, სუბიექტური იდეალიზმის თვალსაზრისით, ამტკიცებს, რომ იგი გამოხატულია მხოლოდ ფორმულების სიმრავლით.

რეზონანსის თეორიის ავტორები უარყოფენ ქიმიური კანონების ობიექტურობას. პოლინგის ერთ-ერთი სტუდენტი, ჯ. უალანდი, აღნიშნავს, რომ „სტრუქტურები, რომელთა შორის არის რეზონანსი, მხოლოდ გონებრივი კონსტრუქციებია“, რომ „რეზონანსის იდეა უფრო სპეკულაციური კონცეფციაა, ვიდრე სხვა ფიზიკური თეორიები. ის არ ასახავს თავად მოლეკულის რაიმე შინაგან თვისებას, მაგრამ არის მათემატიკური მეთოდი, რომელიც გამოიგონა ფიზიკოსმა ან ქიმიკოსმა საკუთარი მოხერხებულობისთვის." ამრიგად, ველანდ ხაზს უსვამს რეზონანსის იდეის სუბიექტივისტურ ბუნებას და ამავე დროს ამტკიცებს, რომ ამის მიუხედავად, რეზონანსის იდეა სავარაუდოდ სასარგებლოა მოცემული მოლეკულების ჭეშმარიტი მდგომარეობის გასაგებად. თუმცა, სინამდვილეში, ორივე ეს სუბიექტივიზმის თეორია (მეზომერიზმი და რეზონანსი) ვერ ემსახურება ჭეშმარიტი ქიმიური მეცნიერების არცერთ მიზანს - ატომების ურთიერთობის ასახვას მოლეკულებში, ატომების ურთიერთგავლენას მოლეკულაში, ატომების ფიზიკურ თვისებებს. და მოლეკულები და ა.შ.

ამიტომ, რეზონანსული მეზომერიზმის თეორიის არსებობის 25 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, მას არანაირი სარგებელი არ მოუტანია მეცნიერებასა და პრაქტიკას. სხვაგვარად არ შეიძლებოდა ყოფილიყო, რადგან რეზონანსის თეორია, რომელიც მჭიდრო კავშირშია ნ. ბორის „კომპლიმენტურობის“ იდეალისტურ პრინციპებთან და პ. დირაკის „სუპერპოზიციასთან“, არის ორგანული ქიმიის გაგრძელება „(იხ.) და აქვს იგივე. მეთოდოლოგიური მაკიაჟის საფუძველი. რეზონანსული თეორიის კიდევ ერთი მეთოდოლოგიური ხარვეზი მისი მექანიზმია. ამ თეორიის შესაბამისად, ორგანულ მოლეკულაში სპეციფიკური თვისებრივი მახასიათებლების არსებობა უარყოფილია. მისი თვისებები მცირდება მისი შემადგენელი ნაწილების თვისებების მარტივ ჯამამდე; ხარისხობრივი განსხვავებები დაყვანილია წმინდა რაოდენობრივ განსხვავებამდე. უფრო ზუსტად, ორგანულ ნივთიერებებში წარმოქმნილი რთული ქიმიური პროცესები და ურთიერთქმედება აქ მცირდება ერთი, უფრო მარტივი ვიდრე ქიმიური ფორმები, მატერიის მოძრაობის ფიზიკური ფორმები - ელექტროდინამიკურ და კვანტურ მექანიკურ მოვლენებამდე. G. Eyripgh, J. Walter და J. Campbellen თავიანთ წიგნში "Quantum Chemistry" კიდევ უფრო შორს წავიდნენ.

ისინი ამტკიცებენ, რომ კვანტური მექანიკა, სავარაუდოდ, ამცირებს ქიმიის პრობლემებს გამოყენებითი მათემატიკის პრობლემებამდე და მხოლოდ მათემატიკური გამოთვლების ძალიან მაღალი სირთულის გამო, შეუძლებელია ყველა შემთხვევაში შემცირება. ქიმიის ფიზიკამდე დაყვანის იდეის შემუშავებით, ცნობილი კვანტური ფიზიკოსი და „ფიზიკური“ იდეალისტი ე. შროდინგერი თავის წიგნში „რა არის სიცოცხლე ფიზიკის თვალსაზრისით?“ იძლევა მატერიის მოძრაობის უმაღლესი ფორმების ქვედაზე ასეთი მექანიკური შემცირების ფართო სისტემას. (იხ.) მიხედვით, ის ბიოლოგიურ პროცესებს, რომლებიც სიცოცხლის საფუძველს წარმოადგენს გენებად, გენებს ორგანულ მოლეკულებამდე, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება, და ორგანულ მოლეკულებს კვანტურ მექანიკურ მოვლენებამდე ამცირებს. საბჭოთა ქიმიკოსები და ფილოსოფოსები აქტიურად ებრძვიან მეზომორია-რეზონანსის იდეალისტურ თეორიას, რომელიც აფერხებს ქიმიის განვითარებას.