4.10. Делокализованные p-связи. Сопряжение
Ковалентная связь считается локализованной, если ее электронная
пара находится в поле двух ядер и связывает только два атома.
Делокализованная связь - связь, электронная пара которой рассредоточена между несколькими (более 2) ядрами атомов (подобие металлической связи).
Такая делокализация (рассредоточение) электронов характерна для сопряженных p-связей, т.е. кратных связей, чередующихся с одинарными.
| Сопряженная система: | Несопряженная система: | |
|---|---|---|
| CH2=CH-CH=CH2 | CH2=CH-СН2-CH=CH2 | |
| делокализованные p-связи | локализованные p-связи |
Рассредоточение электронов - энергетически выгодный процесс, т.к. приводит к снижению энергии молекулы. Необходимым условием делокализации p-электронов является p-перекрывание р-АО соседних sp2- или sp-атомов, лежащих в одной плоскости. С помощью атомно-орбитальной модели можно показать, как происходит делокализация p-связей в молекуле бутадиена:
Делокализация p-электронов приводит к тому, что в сопряженной системе связи становятся нецелочисленными (дробными), т.е. ни двойными или тройными, ни одинарными. Иначе говоря, связи имеют нецелочисленный порядок (см. раздел 4.7).
Примеры соединений с делокализованными связями: бензол (анимация, 33 175 байт), другие органические соединения:
Система сопряжeния может быть открытой или замкнутой (рисунок) и содержать атом (C, N, O, S, Cl и т.д.) с неподеленной электронной парой (I, II), с неспаренным электроном (III) или с вакантной р-АО (IV):
