Teoria rezonansu. Teoria rezonansu

Teoria rezonansu- teoria budowy elektronowej związków chemicznych, według której rozkład elektronów w cząsteczkach (w tym jonach złożonych lub rodnikach) jest kombinacją (rezonansem) struktur kanonicznych o różnych konfiguracjach dwuelektronowych wiązań kowalencyjnych. Funkcja falowa rezonansowa, która opisuje strukturę elektronową cząsteczki, jest liniową kombinacją funkcji falowych struktur kanonicznych.

Innymi słowy, strukturę molekularną opisuje się nie jednym możliwym wzorem strukturalnym, ale kombinacją (rezonansem) wszystkich alternatywnych struktur. Teoria rezonansu pozwala na wizualizację, poprzez terminologię chemiczną i klasyczne wzory strukturalne, czysto matematycznej procedury konstruowania przybliżonej funkcji falowej złożonej cząsteczki.

Konsekwencją rezonansu struktur kanonicznych jest stabilizacja stanu podstawowego cząsteczki; miarą takiej stabilizacji rezonansowej jest energia rezonansu- różnica między obserwowaną energią stanu podstawowego cząsteczki a obliczoną energią stanu podstawowego struktury kanonicznej o minimalnej energii. Z punktu widzenia mechaniki kwantowej oznacza to, że bardziej złożona funkcja falowa, będąca liniową kombinacją funkcji falowych, z których każda odpowiada jednej ze struktur kanonicznych, dokładniej opisuje cząsteczkę niż funkcja falowa struktury o minimalnej energii.

Encyklopedyczny YouTube

1 / 3

Teoria rezonansu

Struktury rezonansowe, część I

Efekt mezomeryczny (efekt koniugacji). Część 1.

Napisy na filmie obcojęzycznym

Narysujmy cząsteczkę benzenu. I zastanówmy się, jakie ciekawe dla nas procesy zachodzą w tej cząsteczce. A więc benzen. W cyklu występuje sześć atomów węgla. Pierwszy, drugi, trzeci, czwarty, piąty i szósty węgiel w cyklu. Co czyni benzen tak wyjątkowym? Czym różni się od cykloheksanu? Mówimy oczywiście o trzech wiązaniach podwójnych w cyklu. Założymy, że te dwa węgle są połączone wiązaniem podwójnym; istnieje również wiązanie podwójne między tymi atomami, a także między tymi węglami. Będziemy rysować wodory tylko po to, żeby pamiętać, że w ogóle tam są. Narysujmy je ledwo zauważalnie. Ile więc wodorów będzie przyłączonych do tego węgla? Jeden, dwa, trzy elektrony walencyjne są już zaangażowane. Dlatego węgiel jest związany tylko z jednym wodorem. Tutaj wszystko jest takie samo. Tylko jeden wodór. Istnieją tylko cztery elektrony walencyjne. Tutaj jest podobnie. Myślę, że już rozumiesz ten system. Każdy węgiel ma w sumie trzy wiązania z atomami węgla: dwa pojedyncze wiązania z dwoma atomami węgla i jedno podwójne wiązanie. Odpowiednio czwarte wiązanie tworzy się z wodorem. Narysuję tutaj wszystkie atomy wodoru. Przedstawmy je w ciemnym kolorze, żeby nas nie rozpraszały. Teraz narysowaliśmy benzen. Spotkamy się z tym jeszcze nie raz w przyszłości. Ale w tym filmie przyjrzymy się lub przynajmniej spróbujemy przyjrzeć się ciekawej właściwości benzenu, a jest nią oczywiście rezonans. Ta właściwość nie jest specyficzna dla benzenu, jest właściwością wielu cząsteczek organicznych. Tyle, że benzen jest chyba najciekawszym z nich wszystkich. Zastanówmy się więc, co może się dziać z tą cząsteczką. Zacznijmy od tego elektronu. Podkreślmy to innym kolorem. Wybierzmy kolor niebieski dla tego elektronu. Oto ten elektron. A co jeśli ten elektron przesunie się na ten węgiel? Ten węgiel nie rozrywa wiązania, zatrzymuje elektron, który po prostu się tu przesunie. Więc ten elektron przesunął się tutaj. Teraz ten węgiel ma niepotrzebny piąty elektron. Dlatego jeden elektron przesunął się tutaj. Teraz ten węgiel ma pięć elektronów. Dlatego elektron ten powróci do pierwotnego atomu węgla, który utracił pierwszy elektron. W rezultacie wszystkie atomy węgla pozostały takie same. Jeśli tak się stanie, otrzymamy strukturę wyglądającą tak. Narysuję podwójną strzałkę, ponieważ proces może zachodzić w obu kierunkach. Zacznijmy od łańcucha węglowego. Zatem pierwszy węgiel, drugi, trzeci, czwarty, piąty i wreszcie szósty węgiel. Na zdjęciu po lewej stronie wiązanie podwójne było tutaj, więc teraz przeniosło się tutaj. Narysujmy to podwójne wiązanie na niebiesko, aby podkreślić różnicę. Teraz jest tu podwójne wiązanie. Ten niebieski elektron przesunął się tutaj. Ten niebieski elektron przesunął się w górę. Dla większej przejrzystości przedstawmy je w różnych kolorach. Powiedzmy, że ten elektron będzie zielony. Zielony elektron migrował z tego atomu węgla do tego atomu węgla. Możemy sobie wyobrazić, jak to się stało. Teraz spójrzmy na ten fioletowy elektron, który był na tym atomie węgla, ale teraz przesunął się i przeszedł do innego węgla tutaj. W związku z tym przesunęło się również wiązanie podwójne, jak wskazuje nam ta strzałka. Pozostaje rozważyć niebieski elektron. Ten niebieski elektron przemieszcza się do pierwszego węgla. Z kolei wiązanie podwójne przesuwa się tutaj. Naturalnie mamy dwie bardzo, bardzo podobne cząsteczki. W rzeczywistości jest to ta sama cząsteczka, tylko do góry nogami. Bardziej powinno nas zainteresować to, że te podwójne wiązania stopniowo poruszają się tam i z powrotem, tworząc raz tę strukturę, raz tamtą. I robią to cały czas. Wiązania podwójne są w ciągłym ruchu. Rzeczywistość benzenu jest taka, że żadna z tych struktur nie odzwierciedla tego, co się faktycznie dzieje. Benzen znajduje się w pewnym stanie przejściowym. Prawdziwa struktura benzenu wygląda mniej więcej tak. Nie będę teraz rysować węgli i wodorów. Narysujmy tu tylko wodory, bo zacząłem je przedstawiać na pierwszym obrazku. Narysujmy tutaj wodory. Nie zapominajmy o nich. Chociaż zawsze sugeruje się obecność tych wodorów. Skończyliśmy z wodorami. Ponownie, używając tego pierścienia jako przykładu, nie musimy rysować węgli i wodorów, ponieważ są one sugerowane. Zatem rzeczywista struktura benzenu jest pomiędzy tym a tym. W rzeczywistości pomiędzy każdym węglem będzie połowa wiązania podwójnego. Oznacza to, że w rzeczywistości struktura wygląda mniej więcej tak. Będzie tu pół wiązania podwójnego, pół wiązania podwójnego tutaj, pół wiązania podwójnego, tutaj to samo i pół wiązania podwójnego tutaj. Prawie skończony. A tu jest połowa wiązania podwójnego. W rzeczywistości w cząsteczce benzenu elektrony stale poruszają się po całym pierścieniu. I nie mam tu na myśli przenoszenia się z jednej struktury do drugiej. Tutaj przedstawiono rzeczywistą strukturę, której energia jest minimalna. Więc te struktury Lewisa, chociaż dokładniej byłoby nazwać je strukturami kanonicznymi, bo nie narysowałem wszystkich elektronów. Często rysujemy benzen w ten sposób, na przykład, rozważając mechanizm. Ale ważne jest, aby zrozumieć, że w wyniku rezonansu tych dwóch struktur otrzymujemy strukturę przejściową, która odpowiada rzeczywistości. Dzieje się tak nie tylko w przypadku benzenu. Można podać dużą liczbę przykładów. Ale przyjrzymy się jeszcze jednemu, żeby to ogarnąć. Weźmy jon węglanowy. Całkiem uderzający przykład demonstracji struktur rezonansowych. Zatem jon węglanowy. Węgiel jest połączony wiązaniem podwójnym z jednym z atomów tlenu i dwoma wiązaniami pojedynczymi z innymi atomami tlenu. A te dwa tleny mają dodatkowe elektrony. Ten atom tlenu będzie miał jeden, dwa, trzy, cztery pięć, sześć wartościowości... Właściwie, oczywiście, siedem elektronów walencyjnych. Zróbmy to jeszcze raz. Jeden, dwa, trzy, cztery, pięć, sześć, siedem elektronów walencyjnych. A jeden dodatkowy elektron powoduje ładunek ujemny. To samo dotyczy tego atomu. Ma jeden, dwa, trzy, cztery, pięć, sześć, siedem elektronów walencyjnych. Jeden dodatkowy. Oznacza to, że będzie ładunek ujemny. Przyjrzyjmy się bliżej tej strukturze rezonansowej lub strukturze kanonicznej. Jak już zauważyliśmy, ten tlen jest obojętny. I ma sześć elektronów walencyjnych. Jeden dwa trzy cztery pięć sześć. Wyobraźmy sobie, że jeden z tych elektronów trafia do węgla, powodując, że węgiel oddaje swój elektron wyższemu tlenowi. Możemy więc sobie wyobrazić sytuację, w której ten elektron przemieszcza się tutaj, do węgla. A kiedy węgiel zdobędzie kolejny elektron, wówczas w tym samym czasie atom węgla przeniesie swój elektron do górnego tlenu, tutaj. Jak zmieni się struktura, jeśli zajdzie taki proces? Jeśli elektrony poruszają się w ten sposób, to właśnie to zobaczymy. Zacznijmy od węgla. Tutaj węgiel ma tylko pojedyncze wiązanie. Tutaj pobieramy tlen. Tlen ma sześć elektronów walencyjnych. Jeden, dwa, trzy, cztery, pięć, sześć elektronów. Ale teraz ma jeszcze jednego, tego niebieskiego. Zatem, ponieważ tlen ma teraz dodatkowy siódmy elektron, pobieramy tlen tak, aby miał ładunek ujemny. Ten tlen, który oddał swój elektron węglowi, tworzy podwójne wiązanie z atomem węgla. Narysujmy nowe połączenie z tym kolorem. Zatem podwójne wiązanie węgla występuje z tlenem na dole. Tlen oddał jeden elektron, więc ma teraz sześć elektronów walencyjnych. Jeden dwa trzy cztery pięć sześć. A teraz tlen ma ładunek neutralny. Z tym tlenem po lewej stronie nic się nie stało. Więc po prostu skopiujmy to i wklejmy. Najpierw kopiujemy, a teraz wklejamy. Ten tlen zostaje tutaj. Wyobraźmy sobie sytuację, w której ten tlen wraz z dodatkowym elektronem, który z kolei mógłby pochodzić z innego tlenu znajdującego się powyżej, odda swój dodatkowy elektron atomowi węgla. A wtedy węgiel rozerwie wiązanie podwójne z innym tlenem. W tym przypadku z tym. Pozwól mi to narysować. Może zaistnieć sytuacja, w której elektron ten przejdzie do węgla... Powstaje wiązanie podwójne. A wtedy węgiel odda jeden ze swoich elektronów. Elektron ten powróci do tlenu. Co się stanie? Jeśli tak się stanie, ostateczna struktura będzie wyglądać następująco. Zacznijmy od węgla, który jest wiązany pojedynczo z tlenem, który ma jeden, dwa, trzy, cztery, pięć, sześć, siedem elektronów walencyjnych. Tutaj wszystko jest takie samo. Można to nazwać reakcją rezonansową lub można to nazwać inaczej. Tutaj nadal występuje ładunek ujemny. Przejdźmy do tego tlenu. Odzyskał swój elektron. A teraz znowu ma siedem elektronów walencyjnych. Znowu jeden, dwa, trzy, cztery, pięć, sześć, siedem elektronów walencyjnych. Oznaczmy elektron, który wrócił do tlenu. Zróbmy to fioletowo. A teraz tlen ma ładunek ujemny. Ten tlen z kolei oddał elektron węglowi. I utworzył nowe podwójne wiązanie. Oto podwójne wiązanie tego tlenu z węglem. Tlen oddał jeden elektron, więc ma teraz jeden, dwa, trzy, cztery, pięć, sześć elektronów walencyjnych i ładunek neutralny. Wszystkie te struktury przekształcają się w siebie. Z tego możemy nawet uzyskać tę strukturę. Zaczynając od jednej z tych struktur, możemy uzyskać dowolną inną. To właśnie dzieje się w jonie węglanowym. Zapiszę, że jest to jon węglanowy. Zatem jego prawdziwa struktura jest czymś pomiędzy tymi trzema. Struktura jonów węglanowych faktycznie wygląda tak. Tutaj węgiel jest związany z trzema atomami tlenu. Rysujemy wiązanie pomiędzy każdym z trzech atomów tlenu i węgla. A wtedy każde wiązanie C-O będzie miało jedną trzecią charakteru wiązania podwójnego. Jedna trzecia połączenia. Niezupełnie zwykłe nagranie, ale jak najbardziej zbliżone do rzeczywistości. W jednej trzeciej przypadków elektron będzie tutaj. Przez pozostałe dwie trzecie czasu atomy tlenu będą w równym stopniu właścicielami tego elektronu. Uważa się, że każdy tlen ma ładunek -2/3. Zwykle oczywiście rysują jedną z tych struktur, ponieważ wygodnie jest operować liczbami całkowitymi. Ale w rzeczywistości jony węglanowe podlegają rezonansowi. Elektrony w rzeczywistości stale przemieszczają się z jednego wiązania CO do drugiego. Dzięki temu cząsteczka jest bardziej stabilna. Energia tej struktury jest mniejsza niż energia któregokolwiek z podanych powyżej. To samo dotyczy benzenu. Energia tej struktury przejściowej jest niższa niż energia którejkolwiek z nich, dlatego ta forma benzenu jest bardziej stabilna niż te przedstawione powyżej. Napisy autorstwa społeczności Amara.org

Fabuła

Ideę rezonansu wprowadził do mechaniki kwantowej Werner Heisenberg w 1926 roku podczas omawiania stanów kwantowych atomu helu. Porównał budowę atomu helu z klasycznym układem rezonującego oscylatora harmonicznego.

Model Heisenberga zastosował Linus Pauling (1928) do opisu struktury elektronowej struktur molekularnych. W ramach metody schematów walencyjnych Pauling z powodzeniem wyjaśnił geometrię i właściwości fizykochemiczne szeregu cząsteczek poprzez mechanizm delokalizacji gęstości elektronowej wiązań π.

Podobne pomysły na opis struktury elektronowej związków aromatycznych zaproponował Christopher Ingold. W latach 1926-1934 Ingold położył podwaliny pod fizyczną chemię organiczną, opracowując alternatywną teorię przemieszczeń elektronów (teorię mezomerii), mającą na celu wyjaśnienie struktury cząsteczek złożonych związków organicznych, która nie pasuje do konwencjonalnych koncepcji walencyjnych. Termin zaproponowany przez Ingolda na określenie zjawiska delokalizacji gęstości elektronowej „ mezomeryzm„(1938), jest używany głównie w literaturze niemieckiej i francuskiej, przeważa w języku angielskim i rosyjskim” rezonans" Idee Ingolda dotyczące efektu mezomerycznego stały się ważną częścią teorii rezonansu. Dzięki niemieckiemu chemikowi Fritzowi Arndtowi wprowadzono obecnie ogólnie przyjęte oznaczenia struktur mezomerycznych za pomocą dwugrotnych strzałek.

ZSRR 40-50

W powojennym ZSRR teoria rezonansu stała się przedmiotem prześladowań w ramach kampanii ideologicznych i została uznana za „idealistyczną”, obcą materializmowi dialektycznemu – a zatem niedopuszczalną do stosowania w nauce i edukacji:

„Teoria rezonansu”, jako idealistyczna i agnostyczna, przeciwstawia się materialistycznej teorii Butlerowa jako z nią niezgodną i nie do pogodzenia;... zwolennicy „teorii rezonansu” ignorowali ją i wypaczali jej istotę. „Teoria rezonansu” jest na wskroś mechanistyczna. zaprzecza jakościowym, specyficznym cechom materii organicznej i całkowicie fałszywie próbuje sprowadzić prawa chemii organicznej do praw mechaniki kwantowej...
...Teoria rezonansu mezomerycznego w chemii organicznej jest tym samym przejawem ogólnej ideologii reakcyjnej, co weismannizm-morganizm w biologii, a także nowoczesny idealizm „fizyczny”, z którym jest ściśle powiązany.

Chociaż prześladowania teorii rezonansu nazywane są czasami „łysenkoizmem w chemii”, historia tych prześladowań różni się pod wieloma względami od prześladowań genetyki w biologii. Jak zauważa Lauren Graham: „Chemicy byli w stanie odeprzeć ten poważny atak. Modyfikacje teorii miały raczej charakter terminologiczny.” W latach 50 chemicy, nie obalając krytyki teorii rezonansu, opracowali podobne konstrukcje teoretyczne (w tym chemii kwantowej), posługując się terminem „

Rezonans chemiczny

Innymi słowy, strukturę molekularną opisuje się nie jednym możliwym wzorem strukturalnym, ale kombinacją (rezonansem) wszystkich alternatywnych struktur.

Konsekwencją rezonansu struktur kanonicznych jest stabilizacja stanu podstawowego cząsteczki, a miarą tej stabilizacji rezonansowej jest energia rezonansu- różnica między obserwowaną energią stanu podstawowego cząsteczki a obliczoną energią stanu podstawowego struktury kanonicznej o minimalnej energii.

Struktury rezonansowe jonu cyklopentadienidowego

Fabuła

Ideę rezonansu wprowadził do mechaniki kwantowej Werner Heisenberg w 1926 roku podczas omawiania stanów kwantowych atomu helu. Porównał budowę atomu helu do klasycznego układu rezonującego oscylatora harmonicznego.

„Teoria rezonansu”, jako idealistyczna i agnostyczna, przeciwstawia się materialistycznej teorii Butlerowa jako z nią niezgodną i nie do pogodzenia;... zwolennicy „teorii rezonansu” ignorowali ją i wypaczali jej istotę.
„Teoria rezonansu” jest na wskroś mechanistyczna. zaprzecza jakościowym, specyficznym cechom materii organicznej i całkowicie fałszywie próbuje sprowadzić prawa chemii organicznej do praw mechaniki kwantowej...
...Teoria rezonansu mezomerycznego w chemii organicznej jest tym samym przejawem ogólnej ideologii reakcyjnej, co weismannizm-morganizm w biologii, a także nowoczesny idealizm „fizyczny”, z którym jest ściśle powiązany.

Kiedrow B.M. Przeciwko idealizmowi „fizycznemu” w naukach chemicznych. Cytat Przez

Prześladowania teorii rezonansu spotkały się z negatywną oceną w światowym środowisku naukowym. W jednym z czasopism Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego, w recenzji poświęconej w szczególności sytuacji w radzieckiej nauce chemicznej, zauważono:

Zobacz też

Notatki

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co oznacza „rezonans chemiczny” w innych słownikach:

W NMR przesunięcie sygnału NMR w zależności od składu chemicznego substancji, spowodowane ekranowaniem zewnętrznego pola magnetycznego przez elektrony atomów. Kiedy pojawia się zewnętrzne pole magnetyczne, powstaje moment diamagnetyczny atomów, za sprawą... ...Wikipedii

Obraz ludzkiego mózgu na tomografie medycznym NMR Jądrowy rezonans magnetyczny (NMR) rezonansowa absorpcja lub emisja energii elektromagnetycznej przez substancję zawierającą jądra o niezerowym spinie w zewnętrznym polu magnetycznym, przy częstotliwości ν ... ... Wikipedia

- (NMR) rezonansowa absorpcja energii elektromagnetycznej przez substancję, spowodowana reorientacją momentów magnetycznych jąder atomowych. NMR jest jedną z metod spektroskopii radiowej (patrz spektroskopia radiowa). Zaobserwowane w silnym polu magnetycznym trwałym... ...

Spis treści... Wikipedia

Nauka o pierwiastkach chemicznych oraz substancjach prostych i złożonych, które tworzą (z wyjątkiem związków węgla, które z nielicznymi wyjątkami stanowią przedmiot chemii organicznej (patrz Teorie elektronowe w chemii organicznej)). N.x. najważniejsze... ... Wielka encyklopedia radziecka

Wielka encyklopedia radziecka

I Chemia I. Przedmiot i struktura chemii Chemia to jedna z dziedzin nauk przyrodniczych, której przedmiotem badań są pierwiastki chemiczne (atomy), tworzone przez nie proste i złożone substancje (cząsteczki (patrz cząsteczka)), ich przemiany i ... ... Wielka encyklopedia radziecka

Matematyka Badania naukowe w dziedzinie matematyki zaczęto prowadzić w Rosji w XVIII wieku, kiedy L. Euler, D. Bernoulli i inni naukowcy z Europy Zachodniej zostali członkami Akademii Nauk w Petersburgu. Zgodnie z planem Piotra I akademicy są obcokrajowcami... ... Wielka encyklopedia radziecka

Minerały to stałe, naturalne formacje wchodzące w skład skał Ziemi, Księżyca i niektórych innych planet, a także meteorytów i asteroid. Minerały z reguły są dość jednorodnymi substancjami krystalicznymi o uporządkowanej strukturze wewnętrznej... ... Encyklopedia Colliera

Nauka o metodach określania składu chemicznego substancji. Analiza chemiczna dosłownie przenika całe nasze życie. Jego metody służą do dokładnego testowania leków. W rolnictwie służy do określenia kwasowości gleby.... ... Encyklopedia Colliera eBook

O ile z efektem indukcyjnym zwykle nie ma problemów, o tyle drugi rodzaj efektów elektronicznych jest znacznie trudniejszy do opanowania. To jest bardzo złe. Teoria rezonansu (mezomeria) była i pozostaje jednym z najważniejszych narzędzi omawiania struktury i reaktywności związków organicznych i nic jej nie zastąpi. A co z nauką kwantową?! Tak, to prawda, że w naszym stuleciu obliczenia chemii kwantowej stały się łatwo dostępne i teraz każdy badacz, a nawet student, poświęcając bardzo mało czasu i wysiłku, może za darmo przeprowadzić obliczenia na swoim komputerze, na poziomie, na którym wszyscy laureaci Nagrody Nobla zazdrościłem 20 lat temu. Niestety, wyniki obliczeń nie są tak łatwe w użyciu - są trudne do analizy jakościowej i niezbyt zrozumiałe wizualnie. Siedzenie i patrzenie na niekończące się kolumny liczb oraz patrzenie na zagmatwane i przeciążone obrazy orbitali i gęstości elektronów może zająć dużo czasu, ale niewielu z tego skorzysta. Stara, dobra teoria rezonansu jest w tym sensie znacznie skuteczniejsza - szybko i dość niezawodnie daje wynik jakościowy, pozwala zobaczyć, jak rozkłada się gęstość elektronów w cząsteczce, znaleźć centra reakcji i ocenić stabilność ważnych cząstek biorących udział w reakcje. Dlatego bez umiejętności narysowania struktur rezonansowych, oceny ich wkładu i zrozumienia, na co wpływa delokalizacja, nie jest możliwa żadna rozmowa na temat chemii organicznej.

Czy istnieje różnica między koncepcjami mezometrii i rezonansu? Kiedyś to było, ale od dawna nie ma znaczenia - teraz interesuje tylko historyków chemii. Zakładamy, że te pojęcia są wymienne, można używać jednego lub obu w dowolnych proporcjach. Jest jeden niuans – gdy mówią nie o delokalizacji w ogóle, ale o elektronicznym działaniu podstawnika, wolą określenie mezomeryczny skutku (i są odpowiednio oznaczone literą M). Ponadto używane jest również słowo „koniugacja” (a dokładniej koniugacja π).

A kiedy pojawia się ten mezomeryzm? Koncepcja ta dotyczy tylko elektronów π i tylko wtedy, gdy cząsteczka ma co najmniej dwa atomy z takimi elektronami umieszczonymi w pobliżu. Takich atomów może być dowolna liczba, nawet milion, i można je ułożyć nie tylko liniowo, ale także z dowolnymi rozgałęzieniami. Konieczne jest tylko jedno - aby były blisko siebie i tworzyły nierozerwalną sekwencję. Jeśli sekwencja jest liniowa, nazywa się ją „łańcuchem koniugacyjnym”. Jeśli jest rozgałęziony, komplikuje to sprawę, ponieważ nie powstaje jeden łańcuch koniugacji, ale kilka (nazywa się to koniugacją krzyżową), ale na tym etapie nie trzeba o tym myśleć, nie będziemy dokładnie rozważać takich systemów. Ważne jest, aby dowolny atom pozbawiony elektronów π przerwał taki ciąg (łańcuch koniugacji) lub rozbił go na kilka niezależnych.

Które atomy mają elektrony pi?

a) na atomach uczestniczących w wiązaniu wielokrotnym (podwójnym, potrójnym) - na każdym takim atomie znajduje się jeden π-elektron;
b) w większości przypadków na atomach niemetali z grup 5-7 (azot, tlen itp.), z wyjątkiem atomów azotu typu amonowego i podobnych tak zwanych atomów oniowych, które po prostu nie mają wolnych wolnych par);
c) na atomach węgla o ładunku ujemnym (w karboanionyach).

Dodatkowo puste orbitale π w atomach z 6 elektronami walencyjnymi (atomy sekstetu): boru, węgla z ładunkiem dodatnim (w jonach karbenu), a także podobnych cząstek z atomami azotu i tlenu (na razie odłożymy to na bok) uczestniczyć w koniugacji. . Umówmy się, że na razie nie będziemy dotykać elementów trzeciego itd. okresy, nawet siarka i fosfor, bo dla nich trzeba uwzględnić udział d-powłok i reguła oktetu Lewisa nie działa. Nie jest łatwo poprawnie narysować struktury graniczne dla cząsteczek zawierających te pierwiastki, ale najprawdopodobniej nie będzie nam to potrzebne. Jeśli to konieczne, rozważymy to osobno.

Poszukajmy sprzężonych fragmentów w prawdziwych cząsteczkach. Wszystko jest proste - znajdujemy wiązania wielokrotne, atomy z parami i atomy sekstetu położone obok siebie w dowolnych (na razie) kombinacjach. Ważne jest, aby obserwator idąc wzdłuż łańcucha koniugacji nie nadepnął na atomy, które nie należą do tych trzech typów. Gdy tylko spotkamy taki atom, łańcuch się kończy.

Zastanówmy się teraz, jak to przedstawić. Przedstawimy to na dwa sposoby: strzałki przemieszczenia gęstości elektronów i struktury rezonansowe (graniczne).

Typ 1. Znajdujemy centra dawcy i akceptora w układzie sprzężonym...

Centra dawców to atomy z samotną parą. Fragmenty akceptorowe są atomami sekstetu. Delokalizacja jest zawsze wykazywana od dawcy, ale do akceptora, w pełnej zgodności z ich rolami. Jeśli dawca i akceptor są w pobliżu, wszystko jest proste. Użyj strzałki, aby pokazać przemieszczenie pary do sąsiedniego wiązania. Będzie to oznaczać powstanie wiązania π pomiędzy sąsiednimi atomami, dzięki czemu atom sekstetu będzie mógł wypełnić pusty orbital i przestać być sekstetem. To jest bardzo dobre. Przedstawienie struktur granicznych również nie jest trudne. Po lewej stronie rysujemy początkową, następnie specjalną strzałkę rezonansową, a następnie strukturę, w której para na dawcy całkowicie przeszła w tworzenie pełnoprawnego wiązania π. Rzeczywista struktura takiego kationu będzie znacznie bliższa prawej strukturze granicznej, ponieważ wypełnienie sekstetu jest bardzo korzystne, a tlen prawie nic nie traci, zachowując osiem elektronów walencyjnych (para wchodzi w wiązanie, które jest również obsługiwane przez dwa elektrony ).

Typ 2. Oprócz dawcy i akceptora istnieją także wiązania wielokrotne...

Mogą tu być dwie opcje. Pierwszy polega na umieszczeniu wielu wiązań pomiędzy donorem i akceptorem. Stanowią wówczas swego rodzaju przedłużacz dla układu rozbieranego w Typie 1.

Jeśli nie ma jednego wiązania podwójnego, ale kilka ułożonych w łańcuch, sytuacja nie staje się znacznie bardziej skomplikowana. Strzałki wskazują przesunięcie gęstości z pary, a kolejne przesunięcia każdego wiązania podwójnego aż do zapełnienia sekstetu będą wymagały dodatkowych strzałek. Nadal istnieją dwie struktury graniczne, przy czym znowu druga jest znacznie korzystniejsza i ściślej odzwierciedla rzeczywistą strukturę kationu.

Przypadek, w którym zamiast zwykłych wiązań podwójnych występuje pierścień benzenowy, dobrze pasuje do tego schematu. Ważne jest tylko, aby narysować pierścień benzenowy nie za pomocą nakrętki, ale o normalnej strukturze Kekule. Nie da się zobrazować połączenia z nakrętką. Wtedy od razu zrozumiemy dwie ważne rzeczy: po pierwsze, że pierścień benzenowy w delokalizacji działa jak sprzężony układ podwójnych wiązań i nie ma potrzeby myśleć o jakiejkolwiek aromatyczności; po drugie, układ para i orto donora/akceptora bardzo różni się od układu meta, w którym nie ma koniugacji. Na rysunkach ścieżki koniugacji są zaznaczone na różowo i widać wyraźnie, że w przypadku orto występuje jedno wiązanie podwójne, w przypadku para dwa, a w przypadku meta niezależnie od tego, jak to narysujesz, ścieżka koniugacji jest zerwana i nie ma koniugacji.

Jeśli natkniesz się na wiązania potrójne, a nie podwójne, to nic się nie zmienia. Wystarczy pomyśleć o potrójnym wiązaniu jako o dwóch wzajemnie prostopadłych wiązaniach π i użyć jednego z nich, a drugie zostawić w spokoju. Nie przejmuj się - okazuje się to trochę przerażające ze względu na obfitość wiązań podwójnych w strukturze granicznej. Należy pamiętać, że wiązania podwójne na jednym atomie węgla są oznaczone linią prostą (ponieważ ten atom węgla ma hybrydyzację sp) i aby uniknąć nieporozumień, atomy te oznaczono pogrubionymi kropkami.

Typ 3. W łańcuchu koniugacji występuje albo donor, albo akceptor (ale nie oba naraz), a wiązania wielokrotne C=C lub C≡C

W takich przypadkach wiązanie wielokrotne (lub łańcuch wiązań wielokrotnych) przejmuje rolę brakującego: jeśli jest dawca, to on (oni) staje się akceptorem i odwrotnie. Jest to naturalna konsekwencja dość oczywistego faktu, że podczas koniugacji gęstość elektronów przesuwa się w określonym kierunku od donora do akceptora i nic więcej. Jeśli jest tylko jedno połączenie, wszystko jest dość proste. Szczególnie ważne są przypadki, gdy donorem jest karboanion, a także gdy akceptorem jest karbokation. Należy pamiętać, że w tych przypadkach struktury brzegowe są takie same, co oznacza, że rzeczywista struktura takich cząstek ( kation i anion allilowy) znajduje się dokładnie pośrodku pomiędzy strukturami brzegowymi. Innymi słowy, w prawdziwych kationach i anionach allilowych oba wiązania węgiel-węgiel są dokładnie takie same, a ich kolejność jest gdzieś pomiędzy pojedynczym a podwójnym. Ładunek (zarówno dodatni, jak i ujemny) jest równomiernie rozłożony na pierwszym i trzecim atomie węgla. Nie polecam stosowania dość powszechnego sposobu przedstawiania delokalizacji za pomocą nawiasu przerywanego lub półtorej kropki, ponieważ metoda ta daje fałszywe wrażenie jednolitej delokalizacji ładunku we wszystkich atomach węgla.

Jeżeli wiązań wielokrotnych jest więcej, postępujemy analogicznie i dodajemy strzałki, włączając każde wiązanie wielokrotne w delokalizację. Ale musisz narysować nie dwie struktury graniczne, ale tyle, ile jest wielu wiązań w łańcuchu plus jedno pierwotne. Widzimy, że ładunek jest zdelokalizowany na atomach nieparzystych. Prawdziwa struktura będzie gdzieś pośrodku.

Uogólnijmy na dawcę - atom bez ładunku, ale z parą. Strzałki będą takie same jak w przypadku karboanionu allilowego. Struktury brzegowe są formalnie takie same, jednak w tym przypadku są nierówne. Struktury z ładunkami są znacznie mniej korzystne niż neutralne. Rzeczywista struktura cząsteczki jest bliższa pierwotnej, ale wzór delokalizacji pozwala zrozumieć, dlaczego na odległym atomie węgla pojawia się nadmierna gęstość elektronów.

Delokalizacja w pierścieniu benzenowym ponownie wymaga przedstawienia za pomocą podwójnych wiązań i jest rysowana dość podobnie. ponieważ są trzy wiązania i wszystkie są zaangażowane, wówczas oprócz pierwotnej pojawią się jeszcze trzy struktury brzegowe, a ładunek (gęstość) zostanie rozłożony na pozycje orto i para.

Typ 4. W łańcuchu koniugacji występuje donor i wiązania wielokrotne, z których część zawiera heteroatom (C=O, C=N, N=O itp.)

Wiązania wielokrotne z udziałem heteroatomów (przypomnę, że zgodziliśmy się na razie ograniczyć do pierwiastków drugiego okresu, czyli mówimy tylko o tlenie i azocie) są podobne do wiązań wielokrotnych węgiel-węgiel w tym sensie, że wiązanie π łatwo ulega przesunięciu z dolnego atomu na drugi, różnią się jednak tym, że przemieszczenie następuje tylko w jednym kierunku, co sprawia, że takie wiązania w zdecydowanej większości przypadków są jedynie akceptorami. Wiązania podwójne z azotem i tlenem występują w wielu ważnych grupach funkcyjnych (C=O w aldehydach, ketonach, kwasach, amidach itp.; N=O w związkach nitrowych itp.). Ten rodzaj delokalizacji jest zatem niezwykle ważny i będziemy się z nim często spotykać.

Jeśli więc istnieje dawca i takie połączenie, to przesunięcie gęstości jest bardzo łatwe do pokazania. Z dwóch struktur granicznych będzie dominować ta, której ładunek jest na atomie bardziej elektroujemnym, jednak rola drugiej struktury jest zawsze również bardzo znacząca. Naturalnie, jeśli przypadek jest symetryczny, jak pokazano w drugiej linii, to obie struktury są takie same i reprezentowane jednakowo - rzeczywista struktura będzie pośrodku, dokładnie tak samo, jak w rozważanym wcześniej przypadku anionu allilowego.

Jeśli cząsteczka lub jon zawiera również sprzężone wiązania węgiel-węgiel, będą one nieznacznie przyczyniać się do całkowitego przesunięcia gęstości. Taka sama jest rola pierścienia benzenowego w układzie orto lub para donora i akceptora. Należy zauważyć, że zawsze istnieją tylko dwie struktury graniczne - pokazują one dwie skrajne pozycje przesunięcia gęstości. Nie ma potrzeby rysowania struktur pośrednich (gdzie gęstość już przesunęła się z wiązania donorowego na wiązanie wielokrotne, ale nie poszła dalej). Faktycznie istnieją i są całkiem legalne, jednak ich rola w delokalizacji jest znikoma. Trzeci przykład na przedstawionym schemacie pokazuje, jak narysować grupę nitrową. Na początku przeraża Cię ilość ładunków, ale jeśli spojrzysz na to po prostu na wiązanie podwójne azot-tlen, to przemieszczenie jest rysowane dokładnie w taki sam sposób, jak w przypadku innych wiązań wielokrotnych z heteroatomami, a te ładunki, które są już tam należy po prostu odpocząć i nie dotykać.

Inną powszechną opcją jest jeden dawca, ale istnieje kilka wiązań wielokrotnych akceptora (dwa, trzy). Ściśle mówiąc, w tym przypadku nie ma jednego łańcucha koniugacyjnego, ale dwa lub trzy. Zwiększa to liczbę struktur granicznych i można to również pokazać za pomocą strzałek, chociaż ta metoda nie jest całkowicie poprawna, ponieważ z jednej pary dawców będzie kilka strzałek. Przykład ten wyraźnie pokazuje, że struktury brzegowe są metodą bardziej uniwersalną, choć bardziej uciążliwą.

Co jeszcze musisz wiedzieć o możliwości parowania? Trzeba także wyobrazić sobie strukturę cząsteczki (cząstki). Do koniugacji konieczne jest, aby orbitale elektronów π były równoległe (współliniowe, leżały w tej samej płaszczyźnie) lub tworzyły kąt bardzo różniący się od linii prostej. Brzmi to całkowicie obłędnie – jak możesz się tego dowiedzieć?! Nie wszystko jest takie straszne, nie spotkamy się jeszcze z naprawdę skomplikowanymi przypadkami. Ale jedno jest całkiem oczywiste: jeśli jeden atom ma nie jeden, ale dwa orbitale π, to są one wzajemnie ściśle prostopadłe i nie mogą jednocześnie uczestniczyć w tym samym łańcuchu koniugacji. Dlatego wiązania podwójne w 1,2-dienach (allenach), dwutlenku węgla i podobnych cząsteczkach (kumuleny i heterokumulany) nie są sprzężone; Wiązania π pierścienia i samotnej pary w anionie fenylowym nie są sprzężone itp.

TEORIA REZONANSU , teoria struktury elektronowej chemii. połączeń, cięcie opiera się na założeniu, że dystrybucja elektroniczna, geometria i wszystkie inne fizyczne. i chemia. Właściwości cząsteczek należy opisywać nie jednym możliwym wzorem strukturalnym, ale kombinacją (rezonansem) wszystkich alternatywnych struktur. Pomysłodawcą tej metody opisu struktury elektronowej jest L. Pauling (1928). R. t. to rozwinięcie klasyki. teorie chemii struktury cząsteczek, jonów, rodników, których strukturę można przedstawić w postaci kilku. różnica. strukturalne f-l, różniące się sposobem rozmieszczenia par elektronów pomiędzy jądrami atomowymi. Według R. t. struktura takich związków. jest pośrednikiem pomiędzy poszczególnymi możliwymi klasykami. struktur, a udział każdej pojedynczej struktury można uwzględnić za pomocą dekompozycji. modyfikacje mechaniki kwantowej. metoda wiązań walencyjnych (patrz Metoda wiązań walencyjnych).

Do połączenia z wiązaniami sprzężonymi, ze wszystkich możliwych struktur z rozkładem według rodzajów parowania elektronów wiązań wielokrotnych, wystarczy uwzględnić tylko struktury z wiązaniami niekrzyżującymi (struktury kanoniczne). Strukturę elektronową benzenu opisuje rezonans pięciu zasad kanonicznych. Struktury:

Funkcja falowa cząsteczki benzenu według Paulinga jest kombinacją liniową:

Y = 0,624(Y I + Y II) + 0,271 (Y III + Y IV + Y V).

Stąd wynika, że główny udział (około 80%) w funkcji falowej mają struktury Kekula I i II. Ich równoważność i równoważność struktur III-V wyjaśniają ustawienie wszystkich wiązań węgiel-węgiel w cząsteczce benzenu oraz ich pośredni (około półtora) charakter pomiędzy pojedynczymi i podwójnymi wiązaniami węgiel-węgiel. To przewidywanie jest w pełni zgodne z doświadczalnie stwierdzoną długością wiązania CC w benzenie (0,1397 nm) i symetrią jego cząsteczki (grupa symetrii D 6h).

R. t. są z powodzeniem stosowane do opisu budowy i właściwości jonów i rodników. Zatem strukturę jonu węglanowego przedstawiono jako rezonans (zaznaczony dwustronną strzałką) trzech struktur, z których każda ma równy udział w funkcji falowej:

Dlatego jon ma symetrię trygonalną (grupa symetrii V 3H ), I Każde wiązanie CO ma 1/3 charakteru wiązania podwójnego.

Struktura rodnika allilowego nie odpowiada żadnej z klasycznych. struktury VI i VII i należy je opisać rezonansem:

Widmo EPR rodnika allilowego wskazuje, że niesparowany elektron nie jest zlokalizowany na żadnej z końcowych grup metylenowych, lecz jest rozmieszczony pomiędzy nimi w taki sposób, że rodnik ma grupę symetrii C2 H i energiczny. bariera dla rotacji końcowych grup metylenowych (63 kJ/mol) ma wartość pośrednią pomiędzy wartościami charakterystycznymi dla barier dla rotacji wokół pojedynczego i podwójnego wiązania CC.

W połączeniach, w tym wiązaniach między atomami o znacząco różnych elektroujemność, tj. Struktury rezonansowe typu jonowego przyczyniają się do funkcji falowej. Strukturę CO 2 w ramach R. t. opisuje rezonans trzech struktur:

Długość wiązania między atomami C i O w tej cząsteczce jest krótsza niż długość wiązania podwójnego C=O.

Polaryzacja wiązań w cząsteczce formamidu prowadząca do utraty mnogości. właściwości charakterystyczne dla grupy karbonylowej wyjaśnia się rezonansem:

Rezonans struktur prowadzi do stabilizacji fundamentów. stan cząsteczki, jonu lub rodnika. Miarą tej stabilizacji jest energia rezonansu, która jest tym większa, im większa jest liczba możliwych struktur rezonansowych i im większa jest liczba rezonansowych niskoenergetycznych. równoważne struktury. Energię rezonansu można obliczyć za pomocą metody wiązań walencyjnych lub mol. orbitale (patrz Metody orbitalne molekularne ) jako różnica energii podstawowa. stan cząsteczki i jej izolacja. połączenia lub podstawowe stan cząsteczki i struktury, modelowanie jednej ze stabilnych form rezonansowych.

Zgodnie z jego podstawowym Idea t. R. jest bardzo bliska teorii mezomerii (patrz. Mezomeria ), jednak przewozi większe ilości. charakter, jego symbolika wynika bezpośrednio z klasyki. teorii strukturalnej i mechaniki kwantowej. Metoda wiązań walencyjnych służy jako bezpośrednia kontynuacja Rt. Z tego powodu Rt nadal zachowuje pewne znaczenie jako wygodny i wizualny system reprezentacji strukturalnych.

Oświetlony.: Pauling L., Natura wiązań chemicznych, przeł. z języka angielskiego, M.-L., 1947; Ueland J., Teoria rezonansu i jej zastosowanie w chemii organicznej, przeł. z języka angielskiego, M., 1948; Pauling L., „J. Vese. Towarzystwo Chemiczne im. D.I. Mendelejewa”, 1962, t. 7, nr 4, s. 10-10. 462-67. V. I. Minkin.

Przydatne zasoby internetowe:

Wygodnym sposobem zobrazowania delokalizacji w systemach sprzężonych jest zobrazowanie jej za pomocą struktury rezonansowe .

Pisząc struktury rezonansowe, należy przestrzegać następujących zasad:

1. Atomy i cząsteczki nie zmieniają swojego położenia; zmienia się pozycja elektronów NEP i π wiązań wielokrotnych.

2. Każda struktura rezonansowa przypisana do danego związku musi mieć taką samą sumę elektronów π, włączając wiązania π i LEP.

3. Umieść strzałkę rezonansową „↔” pomiędzy strukturami rezonansowymi.

4. W strukturach rezonansowych nie ma zwyczaju oznaczania efektów elektronicznych za pomocą prostych i zakrzywionych strzałek.

5. Zbiór struktur rezonansowych cząsteczki, jonu lub rodnika należy ująć w nawiasy kwadratowe.

Na przykład:

Oceniając stabilizację rezonansową cząsteczek i cząstek, a także porównując energie względne różnych struktur rezonansowych, należy kierować się następującymi zasadami:

1. Energia prawdziwej cząsteczki jest mniejsza. Niż energia którejkolwiek ze struktur rezonansowych.

2. im więcej struktur rezonansowych można zapisać dla danej cząsteczki lub cząstki, tym jest ona stabilniejsza.

3. Przy niezmienionych warunkach struktury rezonansowe z ładunkiem ujemnym na atomie najbardziej elektroujemnym i ładunkiem dodatnim na atomie najbardziej elektrododatnim są bardziej stabilne.

4. Struktury rezonansowe, w których wszystkie atomy mają oktet elektronów, są bardziej stabilne.

5. Cząstki, dla których struktury rezonansowe są równoważne i odpowiednio mają tę samą energię, mają maksymalną stabilność.

5.2. TEORIA KWASKÓW I ZASAD W CHEMII ORGANICZNEJ

W chemii organicznej istnieją dwie główne teorie kwasów i zasad. Ten teorie Bronsteda i Lewisa.

Definicja: Według teorii Brønsteda kwasem jest każda substancja, która może dysocjować poprzez usunięcie protonu. Te. kwas jest donorem protonów. Zasada to każda substancja, która może przyjąć proton. Te. Zasada jest akceptorem protonów.

Według teorii Lewisa kwasem jest dowolna cząsteczka lub cząstka zdolna do przyjęcia elektronów na pusty orbital. Te. kwas jest akceptorem elektronów. Zasada to dowolna cząsteczka lub cząstka, która może być donorem elektronów. Te. Zasada jest donorem elektronów.

Definicja: Cząstkę utworzoną z kwasu po dysocjacji i niosącą ładunek ujemny nazywamy zasadą sprzężoną. Cząstkę utworzoną z zasady po dodaniu protonu i niosącą ładunek dodatni nazywa się kwasem sprzężonym.

5.2.1. Kwasy Bronsteda

Cechą wytrzymałości kwasów w stosunku do wody jest stała dysocjacji, będąca stałą równowagi reakcji:

Najbardziej znanymi przykładami kwasów w chemii organicznej są alifatyczne kwasy karboksylowe, na przykład kwas octowy:

i benzoina:

Kwasy karboksylowe to kwasy o średniej mocy. Można to zweryfikować, porównując wartości pK kwasów karboksylowych i niektórych innych podanych poniżej:

Związki organiczne należące do różnych klas związków organicznych mogą odciągnąć proton. Wśród związków organicznych wyróżnia się kwasy OH-, SH-, NH- i CH-. Kwasy OH obejmują kwasy karboksylowe, alkohole i fenole. Kwasy NH obejmują aminy i amidy. Kwasy CH obejmują nitroalkany, związki karbonylowe, estry i końcowe alkiny. Do bardzo słabych kwasów CH zalicza się alkeny, węglowodory aromatyczne i alkany.

Moc kwasu jest ściśle związana ze stabilnością koniugatu zasady. Im bardziej stabilna koniugatu zasada, tym bardziej równowaga kwasowo-zasadowa jest przesunięta w stronę koniugatu zasady i kwasu. Stabilizacja koniugatu kwasu może wynikać z następujących czynników:

Im wyższa elektroujemność atomu, tym silniej utrzymuje on elektrony w swojej sprzężonej zasadzie. Na przykład pK fluorowodoru wynosi 3,17; pK woda 15,7; Amoniak pK 33 i metan pK 48.

2. Stabilizacja anionu poprzez mechanizm mezomeryczny. Na przykład w anionie karboksylanowym:

Na przykład w jonie alkoholanowym:

taka stabilizacja jest niemożliwa. Odpowiednio dla kwasu octowego pK = 4,76, pK dla alkoholu metylowego 15,5.

Innym przykładem stabilizacji koniugatu zasady jest jon fenolanowy powstający w wyniku dysocjacji fenolu:

Dla powstałego jonu fenotlenkowego (lub fenolanowego) można skonstruować struktury rezonansowe, które odzwierciedlają delokalizację ładunku ujemnego wzdłuż pierścienia aromatycznego:

Odpowiednio pK fenolu wynosi 9,98, a metanol, dla którego nie da się skonstruować struktur rezonansowych, ma pK 15,5.

3. Wprowadzenie podstawników oddających elektrony destabilizuje zasadę koniugatu i odpowiednio zmniejsza moc kwasu:

4. Wprowadzenie podstawników odciągających elektrony stabilizuje zasadę koniugatu i zwiększa siłę kwasów:

5. Usunięcie podstawnika odciągającego elektrony z grupy dostarczającej protony wzdłuż łańcucha prowadzi do zmniejszenia mocy kwasu:

Przedstawione dane ilustrują szybkie osłabienie efektu indukcyjnego wraz ze wzrostem łańcucha węglowodorowego.

Należy zwrócić szczególną uwagę Kwasy CH , ponieważ podczas ich dysocjacji powstają sprzężone zasady, które są karboanionami. Te gatunki nukleofilowe są związkami pośrednimi w wielu reakcjach organicznych.

Kwasy CH są najsłabszym ze wszystkich rodzajów kwasów. Produktem dysocjacji kwasu jest karboanion, cząstka, której zasadą jest atom węgla posiadający ładunek ujemny. Taka cząstka ma strukturę czworościenną. NEP zajmuje orbital hybrydowy sp 3. Siłę kwasu CH określa się na podstawie tych samych czynników, co siłę kwasu OH. Szereg stabilizujących efektów podstawników pokrywa się z serią wzrostów ich właściwości odciągania elektronów:

Spośród kwasów CH szczególnie interesujące są anion allilowy i anion benzylowy. Aniony te można przedstawić w postaci struktur rezonansowych:

Efekt delokalizacji ładunku ujemnego w anionie benzylowym jest tak duży, że jego geometria zbliża się do płaskiej. W tym przypadku atom węgla w centrum karboanionowym zmienia hybrydyzację ze sp 3 na sp 2 .