Tip:
Highlight text to annotate it
X
.
Ще нарисувам молекулата на бензена.
А вие ще помислите, дали нещо интересно
би могло да се случи на молекулата.
Нека я нарисувам.
Имаме 6 въглерода като пръстен.
1,2,3,4,5 и 6 въглероди като пръстен.
Интересното относно бензена и защо е по-различен от
от циклохексана, е че има 3-на
връзка в пръстена.
Нека кажем, че тези 2 въглерода да вързани
един към друг и след това тези два
въглерода тук са двойно свързани.
Всъщност, нарисувах водородите така, че
да запомним, че са три.
Ще го направя в по-блед цвят.
Този въглерод тук към колко
водорода ще бъде свързан?
Има 1,2,3 вече използвани валентни електрона.
Следователно ще има 1, вързан към водорода.
Същото нещо с този тук.
Вързан към един водород.
Има 4 валентни електрона.
Същото нещо с този тук.
Мисля, че разбирате шаблона.
Всеки един от тези е --има по три връзки към въглерода--
една единична връзка и още допълнителна
двойна връзка.
А четвъртата връзка е към водорода.
Нека нарисувам тук всички водороди.
Ще го направя в тъмен цвят, така че да не му
отделяме прекалено голямо внимание.
А това тук- това е бензен.
И за в бъдеще ще разберете много за бензина.
Но в това видео ще изследваме/ ще се опитаме да разберем
в частност интересни качества на бензена, а това
е резонанс.
.
Не е качество само на бензена, качество е
на множество органични молекули.
Но бензенът е една от най-забавните версии.
Нека помислим, какво би се случило с
молекулата тук.
Имам този електрон.
Нека го направя в друг цвят.
Имам това-нека го нарисувам в синьо.
Тук имам този електрон.
Какво ще стане, ако електронът тук се премести към въглерода?
Този въглерод ще има все още другия
електрон във връзката.
Сякаш ще се завърти малко около оста си.
Този електрон се премества тук.
А сега, на този въглерод не му трябват 5 електрона и този електрон
отива към въглерода тук.
А сега, на този въглерод не му трябват 5 електрона и този електрон
се връща обратно към оригиналния въглерод, който
изгуби първия си електрон.
В крайна сметка, всеки
има нарушена цялост.
Ако се случи това, накрая ще получим структура,
изглеждаща по този начин.
Ще нарисувам двупосочна стрелка, защото всъщност можем да се движим в
двете посоки.
Нека да нарисувам само въглеродната верига.
1 въглерод, 2 въглерода, 3 въглерода, 4 въглерода, 5 въглерода
и 6 въглерода.
И след това тук, имахме тук двойна връзка, но
сега тя се премести тук.
И сега двойната връзка-- и всъщност, нека го направя в
син цвят, за да видим разликата.
А сега двойната връзка е тук.
Синият електрон се премести тук.
Този син електрон се премести тук.
Всъщност, нека го оцветя, така че да стане ясно.
Да кажем това а е син електрон.
Зеленият електрон се е преместил от този въглерод към
този въглерод.
Да си представим, че е направил това.
След това имате този пурпурен въглерод или този пурпурен
електрон, който е с този въглерод, но сега се е преместил
към въглерода тук.
И така двойната връзка също се е преместила.
Това е показала стрелката.
.
Ние ще останем тук при синия въглерод.
Синият въглерод се е преместил надолу към оригиналния водород.
А двойната връзка се е изместила тук.
.
Така, ние всъщност имаме много подобна, действително много
подобна молекула.
Имаме завъртяна версия.
Но имаме двойните връзки, които могат да се прехвърлят нагоре
надолу между тази позиция и другата позиция
тук.
Могат да продължават да го правят.
Могат да продължат да се прехвърлят нагоре надолу.
Истината за бензена е , че никога не в тази
или другата структура.
Винаги е нещо средно между двете.
Истината за бензена и всъщност изглежда, че
е нещо повече като това.
Ще го нарисувам без да рисувам всички въглероди
и водороди.
Очевидно, в този случай, нека нарисувам тук водородите,
тъй като нарисувах водородите по- горе.
Имаме и тук водороди.
Тези не искаме да ги забравим.
Никога не ги забравяйте, те са косвени.
Искам да нарисувам водородите.
Но, ако просто погледнем цялото нещо, знаем, че
въглеродите и водородите са косвени.
Действителната структура на бензена е нещо, между
това и това,
Реално погледнато, имате полу- двойна връзка между всички
въглероди.
Факт е, че изглежда по този начин.
Тук имате полу-двойна връзка, полу-двойна връзка
тук , полу-двойна връзка там, полу-двойна връзка
тук и след това полу-двойна връзка тук.
А след това ,почти сме приключили.
И след това полу-двойна връзка тук.
Истината за бензена е , че тези електрони всъщност
се въртят около целия пръстен.
Не просто безцелно прескачане между тази
структура и тази структура.
Действителната структура, структурата с по-ниска степен на енергия
е точно тук.
Тези диаграми на Люис, всъщност не нарисувах
всички електрони на Люис.
Те се възприемат за спомагателни структури.
Често ги рисувате, когато извършвате реакционни
механизми. Но истината е , че е резонанс,
създаване на резонанс при тези позиции -- същността
на бензена е , че си стои в
тази посредническа позиция.
Това не се случва само с бензена.
Друг пример, ще има много примери.
Но само някои, които познаваме- може би двата от най-
добрите примера, друг пример в
контекста на резонанса е въглеродния йон.
Въглеродният йон.
Имате двойна връзка към единия водород и после имате
единични връзки към двата кислорода.
Другите два кислорода имат допълнителни електрони.
Ако трябваше да нарисувам този кислород тук, той има 1,2
3,4,5,6 валентности- или всъщност трябваше
да кажа, че е от 7 валентност.
Нека го изясня напълно.
Има 1,2,3,4,5,6,7 валентни електрона.
Има един допълнителен електрон, така че има отрицателен заряд.
Същото важи и за това тук.
Има 1,2,3,4,5,6,7 валентни електрона.
Един в повече.
Има отрицателен заряд.
Ако просто погледнем това, предполагам, че бихте могли да го наречете
резонантна структура или спомагателна структура,
бихте казали "хей", може би този кислород тук е
неутрален има има 6- валентни електрона.
1,2,3,4,5,6.
Може би, само може би, един от тези електрони може да бъде даден
на въглерода и после въглеродът ще изгуби електрон
към това по- горе.
Може би бихте могли да си представите ситуация, в която този електрон
точно тук бива даван на въглерода
И когато бъде даден на въглерода, въглеродът го
освобождава- всичко се случва едновременно.
Въглеродът освобождава този електрон и се връща обратно
към кислорода тук.
И как ще изглежда, ако
това се случи?
Ако това се случи, нашата структура
ще изглежда по този начин.
Имаме въглерод.
Този въглерод има единична връзка тук горе.
Имаме после и нашия кислород.
Кислородът има своите 6 -валентни електрона.
1,2,3,4,5,6 валентни електрона.
Сега има вече допълнително това в синьо.
Сега има вече допълнително това в синьо, има 7- валентни
електрони и има отрицателен заряд.
Кислородът тук е дал един от своите
електрони на въглерода.
Сега е свързан с него.
Въглеродът има двойна връзка.
Всъщност ще го оцветя в този цвят.
В двойна връзка е с кислорода долу.
Дава му електрон, така че сега има 6 валентни електрона.
1,2,3,4,5,6.
И вече е неутрален.
На кислорода тук не му се е случило
нищо различно.
Бих могъл да копирам и да поставя това.
Нека копирам и след това да поставя това.
Този тук си стои просто така.
Но бихте могли да си представите ситуация, в която този кислород
тук, изведнъж ей така-- би могъл
да дойде от кислорода горе, би могъл да дойде
от кислорода тук.
Този кислород казва, хей- имам допълнителен електрон,
нека го дам на въглерода.
Въглеродът освобождава след това двойна връзка, с един от
другите кислороди.
В този случай, би бил този.
Нека го нарисувам.
Този електрон тук се дава на въглерода.
Образува двойна връзка.
Въглеродът може да пусне електрон.
И така този електрон тук, отива обратно към кислорода.
И какво се случва?
Ако това се случи, нашата структура ще изглежда така.
Имаме въглерод тук с единична връзка към кислород, който има
1,2,3,4,5,6,7 валентни електрона.
Вътре не се променя- бихме могли да го наречем резонанса
реакция или както искате да го наричате.
Все още е с отрицателен заряд.
Имаме това тук по-долу.
То си е взело обратно електрона.
Отново е със 7- валентни електрона.
Отново с 1,2,3,4,5,6,7 валентни електрона.
Дори мога да ви покажа, този, който си е взел обратно.
Този е във виолетово.
Сега е с отрицателен заряд.
А този тук е дал електрон на въглерода.
Образува двойна връзка, нова двойна връзка,
Тук се образува двойна връзка с въглерода.
Дава се електрона и така има само 1,2,3,4,5,6
валентни електрона и е неутрален.
Всички тези могат да продължат да се разменят помежду си.
Можете да отидете от тази на другата структура.
Всъщност, можете да отидете от една от тези структури
към всяка друга.
Относно същността на въглеродния йон, нека
го напиша.
Това е въглероден йон.
.
Същността на това е, че истинската му структура има място
между всички тези.
.
Истинската структура на въглеродния йон
би изглеждала ето така.
Имате въглерод и три кислорода.
Има поне една единична връзка с всеки
един от трите кислорода.
След това имате 1/3 и имате--- принципно трябваше
да кажа, имате 1/3 двойна връзка с всеки един от тях.
Това е 1/3 от връзка.
.
Това не е стандартна система за означаване, но се случва по своята същност.
През 1/3 от времето, електронът е на тази връзка.
А през останалите 2/3 от времето, всеки един от тези кислороди
има допълнителен електрон.
Бихте могли да си представите да имате 2/3 заряд.
.
Обичайно, бива нарисувана една от тези структури, защото
е хубаво-- да се
борави с цели числа.
Истината за въглеродните йони е, че претърпяват
този резонанс.
Тъй като електроните всъщност винаги се движат
между тези форми. Движат се около
всички връзки.
И това прави молекулата по-стабилна.
Това има по-ниска енергийна степен отколкото всяка от другите форми.
Същото е истина и за бензена.
В дясно, където се намираме между две
структури има по-ниска енергийна степен, но самата степен
е най-стабилна в сравнение с всяка от тези форми.
.