ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการแยกส่วนและการสั่นพ้องคือการที่การแยกส่วนหมายถึงอิเล็กตรอนที่ถูกกระจายไปทั่วพื้นที่ทั้งหมดของโมเลกุลแทนที่จะยึดติดกับโมเลกุลเดี่ยวในขณะที่การสั่นพ้องหมายถึงความเสถียรของโมเลกุลเนื่องจากการแยกตัวของอิเล็กตรอน
Delocalization และ resonance เป็นแนวคิดทางเคมีที่เกี่ยวข้อง อธิบายเอฟเฟกต์เรโซแนนซ์โดยใช้การแยกอิเล็กตรอนของสารประกอบเคมี
Delocalization คืออะไร
Delocalization เป็นคำที่หมายถึงการกระจายของอิเล็กตรอน pi ที่ไม่ผูกมัดผ่านโมเลกุลดังนั้นเราจึงสามารถอธิบายอิเล็กตรอนที่แยกตัวออกจากตำแหน่งเป็นอิเล็กตรอนที่ไม่ผูกมัดในสารประกอบทางเคมีนั้น คำว่า delocalization หมายถึงอิเล็กตรอนที่ไม่เกี่ยวข้องกับอะตอมเดี่ยวหรือพันธะโควาเลนต์ อย่างไรก็ตาม คำว่า delocalized electron มีความหมายต่างกันในด้านต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในเคมีอินทรีย์ อิเล็กตรอนแบบแยกส่วนจะอยู่ในโครงสร้างเรโซแนนซ์ของระบบคอนจูเกตในสารประกอบอะโรมาติก ในทำนองเดียวกัน ในฟิสิกส์สถานะของแข็ง อิเล็กตรอนแบบแยกส่วนคืออิเล็กตรอนอิสระที่เอื้อต่อการนำไฟฟ้า นอกจากนี้ ฟิสิกส์ควอนตัมยังใช้คำว่า delocalized electrons เพื่ออ้างถึงอิเล็กตรอนโคจรของโมเลกุลที่ขยายออกไปหลายอะตอม
รูปที่ 01: การแยกส่วนอิเล็กตรอนในโมเลกุล
ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดที่เราสามารถให้ได้สำหรับระบบอะโรมาติกที่มีอิเล็กตรอนแยกตัวออกจากกันคือวงแหวนเบนซีนแหวนเบนซินมีอิเล็กตรอน 6 pi ในโมเลกุลเบนซีน เรามักจะระบุสิ่งเหล่านี้เป็นภาพกราฟิกโดยใช้วงกลม วงกลมนี้หมายความว่า pi อิเล็กตรอนสัมพันธ์กับอะตอมทั้งหมดในโมเลกุล การแยกส่วนนี้ทำให้วงแหวนเบนซินมีพันธะเคมีที่มีความยาวพันธะใกล้เคียงกัน
เสียงสะท้อนคืออะไร
Resonance เป็นแนวคิดในวิชาเคมีที่อธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างคู่อิเล็กตรอนโลนและคู่อิเล็กตรอนพันธะของสารประกอบ เอฟเฟกต์เรโซแนนซ์ช่วยในการกำหนดโครงสร้างทางเคมีที่แท้จริงของสารประกอบอินทรีย์หรืออนินทรีย์นั้น ผลกระทบนี้ปรากฏในสารประกอบที่มีพันธะคู่และคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว นอกจากนี้ ผลกระทบนี้ทำให้เกิดขั้วของโมเลกุล
รูปที่ 02: โครงสร้างเรโซแนนซ์ของบิวทาไดอีน
เอฟเฟกต์เรโซแนนซ์แสดงความเสถียรของสารประกอบเคมีผ่านการดีโลคัลไลซ์อิเล็กตรอนในพันธะไพ โดยทั่วไป อิเล็กตรอนในโมเลกุลสามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ นิวเคลียสของอะตอมได้ เนื่องจากอิเล็กตรอนไม่มีตำแหน่งตายตัวภายในอะตอม ดังนั้นคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวจึงสามารถเคลื่อนที่ไปยังพันธะ pi ได้และในทางกลับกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเพื่อให้ได้สถานะที่มั่นคง กระบวนการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนี้เรียกว่าการสั่นพ้อง นอกจากนี้เรายังสามารถใช้โครงสร้างเรโซแนนซ์เพื่อให้ได้โครงสร้างโมเลกุลที่เสถียรที่สุด
โมเลกุลสามารถมีโครงสร้างเรโซแนนซ์ได้หลายแบบตามจำนวนคู่โดดเดี่ยวและพันธะ pi ที่มีอยู่ในโมเลกุลนั้น โครงสร้างเรโซแนนซ์ทั้งหมดของโมเลกุลมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากันและมีการจัดเรียงอะตอมเหมือนกัน โครงสร้างที่แท้จริงของโมเลกุลนั้นเป็นโครงสร้างไฮบริดในโครงสร้างเรโซแนนซ์ทั้งหมด เอฟเฟกต์เรโซแนนซ์มีสองประเภท: เอฟเฟกต์เรโซแนนซ์เชิงบวกและเอฟเฟกต์เรโซแนนซ์เชิงลบ
ผลสะท้อนบวกอธิบายการสั่นพ้องที่สามารถพบได้ในสารประกอบที่มีประจุบวกเอฟเฟกต์เรโซแนนซ์เชิงบวกช่วยรักษาประจุบวกในโมเลกุลนั้นให้คงที่ เอฟเฟกต์เรโซแนนซ์เชิงลบอธิบายการรักษาเสถียรภาพของประจุลบในโมเลกุล อย่างไรก็ตาม โครงสร้างไฮบริดที่ได้รับเมื่อพิจารณาถึงการสั่นพ้องจะมีพลังงานต่ำกว่าโครงสร้างการสั่นพ้องทั้งหมด
Delocalization กับ Resonance ต่างกันอย่างไร
Delocalization and resonance เป็นแนวคิดทางเคมีสองประการที่เกี่ยวข้อง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการแยกส่วนและการสั่นพ้องคือ การแยกส่วนหมายถึงการกระจายอิเล็กตรอนทั่วทั้งพื้นที่ของโมเลกุล แทนที่จะยึดติดกับโมเลกุลเดี่ยว ในขณะที่การสั่นพ้องหมายถึงความเสถียรของโมเลกุลเนื่องจากการแยกส่วนอิเล็กตรอน
ยิ่งไปกว่านั้น การแยกส่วนเกิดขึ้นในโมเลกุลที่มีพันธะเดี่ยวทางเลือกและพันธะคู่หรือพันธะสามตัว ในขณะที่การสั่นพ้องเกิดขึ้นในระบบคอนจูเกต หรือโมเลกุลที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้
ด้านล่างอินโฟกราฟิกสรุปความแตกต่างระหว่างการแยกส่วนและการสั่นพ้อง
สรุป – ดีโลคัลไลเซชัน vs เรโซแนนซ์
Delocalization และ resonance เป็นแนวคิดทางเคมีที่เกี่ยวข้อง อธิบายเอฟเฟกต์เรโซแนนซ์โดยใช้การแยกอิเล็กตรอนของสารประกอบเคมี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการแยกส่วนและการสั่นพ้องคือ การแยกส่วนหมายถึงอิเล็กตรอนที่กระจายไปทั่วพื้นที่ทั้งหมดของโมเลกุล แทนที่จะยึดติดกับโมเลกุลเดี่ยว ในขณะที่การสั่นพ้องหมายถึงความเสถียรของโมเลกุลเนื่องจากการแยกตัวออกจากอิเล็กตรอน