أشكال الرنين. نظرية الرنين

في كثير من الأحيان ، أو بالأحرى دائمًا ، تنتشر الإلكترونات فوق الجزيء بطريقة لا يمكن تصور بنيتها الإلكترونية في رموز مفهومة لشخص في رسم تخطيطي واحد. يمكنك بالطبع استخدام جهاز كمبيوتر لإظهار كثافة الإلكترون ، ولكن حتى الكيميائي المتمرس لن يفهم دائمًا نوع الجزيء ونوع التفاعل المتوقع منه (أي أنه تم اختراع كل هذا التخطيطي). من أجل حل الموقف بطريقة ما ، توصلوا إلى مفهوم "الهياكل الرنانة" - نوع من العكازات لأكل الجثث التي تشبه قرود السافانا ، والتي تعلم الموز العد ، ولكن كل ما لا يشبه الموز هو صعب الفهم. بشكل عام ، يرسمون العديد من الهياكل التخطيطية ويقولون إن الجزيء موصوف في وقت واحد من قبل كل هذه الهياكل التي هي في حالة تراكب (وهناك جميع أنواع معادلات شرودنغر ، والتي لن نناقشها هنا ، لكننا سنتذكر أنفسنا حتى أقل). معظم الطلاب لديهم انفجار دماغي حول هذا الموضوع ، وينتهي الأمر بالعديد منهم إلى التخرج دون فهم الهراء.

في الواقع ، يمكن استخلاص عدد كبير من مثل هذه الهياكل الرنانة لكل جزيء ، لكنها تستخدم عادةً واحدة في حالات بسيطة (منها الجزء الأكبر) ، واثنتان في حالات أكثر تعقيدًا ، ونادرًا ما تستخدم ثلاثة أو أكثر. من المضحك أن الناس قد وصلوا إلى فن تخطيط العكازات لدرجة أنهم تعلموا حتى حساب النسبة المئوية للمساهمة في كل هيكل خيالي. بطبيعة الحال ، فإن المعلومات حول النسبة المئوية للمساهمة لا تحمل أي عبء إعلامي تقريبًا ، باستثناء الحدسي ، ولكنها تهدئ آكلي الجثث الذين يقلقون قليلاً من تعقيد العالم.

حسنًا ، على سبيل المثال ، هيكلان رنانان (حوالي 50٪ لكل منهما) من الأوزون المعروف:

كان أكبر اكتشاف لي (لم أكتب الموضوع على الرابط - بصراحة) حتى الآن هو تخليق مثل هذا الجزيء: R2SiFLi ، والذي ، وفقًا لمنظرين القرف ، يبلغ 75٪ (R2SiF) - Li + (رسميًا أنيون) و ~ 7٪ (R2Si :) FLi (silylene رسميًا). يتم توزيع نسبة 18 ٪ المتبقية بالتساوي تقريبًا بين مائة أو اثنين من الهياكل الأخرى. بالمناسبة ، تتفاعل باستعداد متساوٍ مثل الهيكل الأول والثاني. وهذا يعني أنه عند التفاعل مع الكاشف A ، فإن البنية "تنهار" إلى واحد ، ومع الكاشف B - إلى الثاني. فتح الصندوق بقطة المذكور من جهة - فهو حي ، من جهة أخرى - ميت.

نهاية مقدمة كيميائية.

يبدو أن دوافع الناس لاتخاذ هذا القرار أو الرأي أو ذاك يمكن وصفها بطريقة مماثلة. وُلد الطفل منفتحًا على جميع الآراء الممكنة - ثم نشأ ، واصطدم بـ A أو B - وانهار كثيرًا - لدرجة أنك لا تستطيع سحبها. والقدرة على الانهيار / الانسحاب محددة وراثيا (epi).

أو من منطقة أخرى: يقول معارضو السياسي X إنه فعل ما فعله لأنه أراد جائزة نوبل للسلام / هرب من المحكمة اليسارية وأنصاره - أنه كان يهتم بصدق برفاهية البلاد ونفذ إرادة غالبية الناس. في الواقع ، كلاهما على حق. كل هذا (وأكثر من ذلك بكثير) كان في حالة تراكب. وبأي نسبة - الجميع يقرر بنفسه. بالمناسبة ، يترتب على هذا الافتراض أنه إذا تمت إزالة شيء ما من المعادلة - على سبيل المثال ، لإلغاء جائزة نوبل ، أو إزالة احتمال الاضطهاد ، أو بطريقة ما إثبات أنه لن يكون هناك أي فائدة ، فسيكون هناك ضرر فقط ، و غالبية الناس يعارضون - من المحتمل ألا يتم قبول حل بهذا الشكل. بشكل عام ، عند اتخاذ أي قرار ، يسترشد أي شخص بملايين الأسباب الواعية واللاواعية الموجودة في حالة التراكب.

أو مؤمن العلماء. من ناحية ، يعرفون أن الحقيقة تحدد فقط من خلال المنهج العلمي. إنهم يفهمون أيضًا أن وجود كيان أعلى لم يتم تأكيده علميًا بأي شكل من الأشكال وربما لا يمكن تأكيده من حيث المبدأ ، وأن إمكانية وجود الكون بدون عقل أعلى قد تم إثباتها نظريًا ، وأن الكتاب المقدس هو في صراع مع العالم المرئي. لكن من ناحية أخرى ، "" انهارت بالفعل ، وعلى أدمغتهم أن تعيش في تراكب العلم والدين. أنت تسأل عن العلم - يتفاعلون وفقًا لذلك. أنت تتحدث عن الدين - تعمل أجزاء أخرى من الدماغ. ولا يتدخلون مع بعضهم البعض.

من هذا الوصف ، قد يبدو أنه يمكننا نظريًا حساب ماهية رد الفعل في هذه الحالة. هذا صحيح في الكيمياء. لكن في علم النفس ، هذه ليست حقيقة على الإطلاق ، لأنه قبل كل هذا ، من المحتمل أن تكون الصدفة ، التي لم يتم استبعاد تأثيرها بالكامل بعد.

إذا لم تكن هناك عادة مشاكل مع التأثير الاستقرائي ، فإن النوع الثاني من التأثيرات الإلكترونية يكون أكثر صعوبة في السيطرة عليه. هذا سيء جدا. كانت نظرية الرنين (الميزومرية) ولا تزال من أهم الأدوات لمناقشة بنية وتفاعل المركبات العضوية ، ولا يوجد ما يحل محلها. لكن ماذا عن علم الكم؟ نعم ، صحيح أن الحسابات الكيميائية الكمومية أصبح من السهل الوصول إليها في قرننا هذا ، والآن يمكن لكل باحث أو حتى طالب ، بعد أن أمضى القليل جدًا من الوقت والجهد ، إجراء حسابات مجانية على أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم ، ومستواها جميع الحائزين على جائزة نوبل كان يحسده قبل 20 عامًا. للأسف ، نتائج الحسابات ليست سهلة الاستخدام - فهي غير قابلة للتحليل النوعي وغير واضحة بصريًا. قد يستغرق الأمر وقتًا طويلاً للجلوس والتحديق في أعمدة الأرقام التي لا نهاية لها والنظر إلى الصور المربكة والمثقلة بالمدارات وكثافة الإلكترونات ، ولكن القليل منها يستفيد منها. تعتبر نظرية الرنين القديمة الجيدة بهذا المعنى أكثر فاعلية - فهي تعطي نتيجة نوعية بشكل سريع وموثوق إلى حد ما ، وتتيح لك معرفة كيفية توزيع كثافة الإلكترون في الجزيء ، والعثور على مراكز التفاعل ، وتقييم استقرار الجسيمات المهمة تشارك في ردود الفعل. لذلك ، بدون القدرة على رسم بنى رنانة ، وتقييم مساهمتها ، وفهم تأثير عدم التمركز ، لا يمكن الحديث عن الكيمياء العضوية.

هل هناك فرق بين مفهومي الميزومرية والرنين؟ كان الأمر كذلك ، لكن لم يكن الأمر مهمًا لفترة طويلة - الآن هو موضع اهتمام مؤرخي الكيمياء فقط. سنفترض أن هذه المفاهيم قابلة للتبديل ، يمكنك استخدام أحدهما أو كليهما بأي نسب. هناك فارق بسيط - عندما لا يتحدثون عن إلغاء تحديد الموقع بشكل عام ، ولكن عن تأثير الاستبدال الإلكتروني ، فإنهم يفضلون المصطلح متوسطالتأثير (ويشار إليه على التوالي بالحرف M). بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام كلمة "اقتران" أيضًا (بتعبير أدق ، اقتران π).

ومتى تنشأ هذه الميزومرية؟ هذا المفهوم قابل للتطبيق فقط على الإلكترونات وفقط إذا كان للجزيء ذرتان على الأقل مع هذه الإلكترونات الموجودة جنبًا إلى جنب. يمكن أن يكون هناك أي عدد من هذه الذرات ، حتى مليون ، ويمكن أن توجد ليس فقط خطيًا ، ولكن أيضًا مع أي تفرع. هناك شيء واحد فقط ضروري - أن تكون متقاربة وتشكل تسلسلًا لا ينفصل. إذا كان التسلسل خطيًا ، يطلق عليه "سلسلة الاقتران". إذا كانت متفرعة ، فإن هذا يعقد الأمر ، لأنه لا توجد سلسلة تصريف واحدة ، بل عدة (وهذا يسمى الاقتران المتقاطع) ، ولكن في هذه المرحلة لا يمكنك التفكير في الأمر ، فلن نفكر في مثل هذه الأنظمة بعناية. من المهم أن تقاطع أي ذرة بدون إلكترونات مثل هذا التسلسل (سلسلة الاقتران) ، أو تقسمها إلى عدة تسلسلات مستقلة.

ما الذرات التي تحتوي على π إلكترونات؟

• أ) على الذرات المشاركة في رابطة متعددة (مزدوجة ، ثلاثية) - يوجد على كل ذرة إلكترون واحد ؛
• ب) على ذرات غير الفلزات من 5-7 مجموعات (نيتروجين ، أكسجين ، إلخ) في معظم الحالات ، باستثناء ذرات النيتروجين من نوع الأمونيوم وما يسمى بذرات البونيوم المشابهة لها ، والتي ببساطة لا تحتوي على ذرات حرة ثنائي وحيد)؛
• ج) على ذرات الكربون ذات الشحنة السالبة (في الكربونات).

بالإضافة إلى ذلك ، تشارك المدارات π الفارغة في الذرات مع 6 إلكترونات تكافؤ (ذرات سداسية) في الاقتران: البورون ، والكربون بشحنة موجبة (في أيونات الكربنيوم) ، وكذلك الجسيمات المماثلة مع ذرات النيتروجين والأكسجين (سنضع هذا جانبًا في الوقت الحالي). دعونا نتفق على عدم لمس عناصر العنصر الثالث ، وهكذا. فترات ، حتى الكبريت والفوسفور، لأنه من الضروري بالنسبة لهم مراعاة مشاركة قذائف d ولا تعمل قاعدة لويس الثمانية. ليس من السهل رسم الهياكل الحدودية للجزيئات بشكل صحيح بمشاركة هذه العناصر ، لكننا على الأرجح لن نحتاج إليها. إذا لزم الأمر ، سننظر بشكل منفصل.

لنبحث عن شظايا مترافقة في جزيئات حقيقية. الأمر بسيط - نجد روابط متعددة وذرات بها أزواج وذرات سداسية متجاورة في أي مجموعات (حتى الآن). من المهم أن المراقب الذي يسير على طول سلسلة الاقتران يجب ألا يخطو على الذرات التي لا تنتمي إلى هذه الأنواع الثلاثة. بمجرد أن نلتقي بمثل هذه الذرة ، تنتهي السلسلة.

الآن دعونا نلقي نظرة على كيفية تصويرها. سنصور بطريقتين - عن طريق أسهم إزاحة كثافة الإلكترون وبواسطة هياكل الرنين (الحدود).

النوع 1. نجد مراكز المتبرعين والمقبولين في النظام المترافق ...

مراكز المتبرعين هي ذرات بزوج وحيد. شظايا المتقبل هي ذرات سداسية. يتم عرض إلغاء تحديد الموقع دائمًا من المتبرع ، ولكن تجاه المتلقي بما يتوافق تمامًا مع أدواره. إذا كان المتبرع والمقبل قريبين ، فكل شيء بسيط. أظهر الإزاحة من الزوج إلى الرابطة المجاورة بسهم. سيعني هذا تكوين رابطة π بين الذرات المجاورة ، وبالتالي ستتاح للذرة السداسية الفرصة لملء المدار الفارغ والتوقف عن أن تكون سداسية. انه جيد جدا. إن صورة الهياكل الحدودية هي أيضًا مسألة بسيطة. على اليسار ، نرسم السهم الأولي ، ثم سهم الرنين الخاص ، ثم الهيكل الذي تحول فيه الزوج الموجود على المتبرع تمامًا إلى تكوين رابطة π كاملة. سيكون الهيكل الحقيقي لمثل هذا الكاتيون أقرب بكثير إلى بنية الحدود الصحيحة ، لأن ملء السداسية مفيد للغاية ، ولا يفقد الأكسجين شيئًا تقريبًا ، مع الاحتفاظ بثمانية إلكترونات تكافؤ (يذهب الزوج إلى رابطة ، والتي يخدمها أيضًا إلكترونان ).

النوع 2. بالإضافة إلى المتبرع والمقبول ، هناك أيضًا سندات متعددة ...

قد يكون هناك خياران هنا. الأول هو عندما يتم إدخال روابط متعددة بين المتبرع والمقبول. ثم يشكلون نوعًا من الامتداد للنظام المفكك في النوع 1.

إذا لم تكن الروابط المزدوجة واحدة ، بل عدة ، مصطفة في سلسلة ، فإن الوضع ليس أكثر تعقيدًا. تُظهر الأسهم التغير في الكثافة من الزوج ، وسيتطلب التحول المتتالي لكل رابطة مزدوجة حتى يتم ملء السداسية سهامًا إضافية. لا يزال هناك هيكلان حدوديان ، ومرة ​​أخرى يكون الثاني أكثر ملاءمة ويعكس عن كثب الهيكل الحقيقي للكاتيون.

الحالة عندما يكون هناك حلقة بنزين بدلاً من الروابط المزدوجة المعتادة تتناسب مع هذا المخطط جيدًا. من المهم فقط رسم حلقة البنزين ليس بالجوز ، ولكن بهيكل كيكولي العادي. مع الجوز ، لن يعمل الاقتران. ثم سنفهم على الفور شيئين مهمين: أولاً ، أن حلقة البنزين في عدم التمركز تعمل كنظام مترافق من الروابط المزدوجة وليس هناك حاجة للتفكير في أي عطرية ؛ ثانيًا ، أن الترتيب الجزئي والعامل للمانح / المتقبل يختلف تمامًا عن الترتيب التلوي ، حيث لا يوجد اقتران. في الأشكال ، تظهر مسارات الاقتران برذاذ وردي ، ومن الواضح أنه في حالة ortho ، تعمل رابطة مزدوجة واحدة ، في حالة الفقرة - اثنان ، وفي الحالة الوصفية ، بغض النظر عن كيفية رسمها ، مسار الاقتران مكسور ولا تصريف.

إذا لم يكن هناك روابط مزدوجة ، ولكن ثلاثية ، فلن يتغير شيء. تحتاج فقط إلى تمثيل الرابطة الثلاثية على أنها روابط متعامدة بشكل متبادل ، واستخدام أحدهما ، وترك الآخر بمفرده. لا تخف - اتضح أنه مخيف قليلاً من وفرة الروابط المزدوجة في الهيكل الحدودي. لاحظ أن الروابط المزدوجة على ذرة كربون واحدة يتم تمييزها على خط مستقيم (نظرًا لأن ذرة الكربون هذه بها تهجين sp) ، ولتجنب الارتباك ، يتم الإشارة إلى هذه الذرات بنقاط عريضة.

النوع 3. في سلسلة الاقتران ، إما متبرع أو متقبل (ولكن ليس كلاهما في وقت واحد) ، وسندات متعددة C \ u003d C أو C \ u003d C

في هذه الحالات ، يأخذ السند المتعدد (أو سلسلة من السندات المتعددة) دور السندات الغائبة: إذا كان هناك متبرع ، فإنه (هم) يصبح متقبلًا ، والعكس صحيح. هذه نتيجة طبيعية للظرف الواضح إلى حد ما أنه ، أثناء الاقتران ، تنتقل كثافة الإلكترون في اتجاه معين من المتبرع إلى المتقبل ولا شيء آخر. إذا كان هناك اتصال واحد فقط ، فكل شيء بسيط للغاية. من المهم بشكل خاص الحالات التي يكون فيها المتبرع هو carbanion ، وكذلك عندما يكون المتلقي carbocation. لاحظ أنه في هذه الحالات تكون الهياكل الحدودية هي نفسها ، مما يعني أن الهيكل الحقيقي لهذه الجسيمات ( أليل الكاتيون وأنيون) يقع بالضبط في المنتصف بين الهياكل الحدودية. بعبارة أخرى ، في الكاتيونات والأنيونات الحليف الحقيقي ، تكون كل من روابط الكربون والكربون متماثلة تمامًا ، ويكون ترتيبها في مكان ما في المنتصف بين أحادية ومزدوجة. يتم توزيع الشحنة (الموجبة والسالبة) بالتساوي على ذرات الكربون الأولى والثالثة. لا أوصي باستخدام الطريقة الشائعة إلى حد ما لتصوير عدم التمركز بقوس منقط أو روابط منقطة واحدة ونصف ، لأن هذه الطريقة تعطي انطباعًا خاطئًا عن عدم تمركز الشحنة المنتظم عبر جميع ذرات الكربون.

إذا كان هناك المزيد من السندات المتعددة ، فإننا نمضي قدمًا عن طريق القياس ، بإضافة الأسهم ، وإشراك كل رابطة متعددة في إلغاء تحديد الموقع. لكن الهياكل الحدودية لا تحتاج إلى رسم اثنين ، ولكن يجب رسم العديد من الروابط في السلسلة بالإضافة إلى الرابطة الأصلية. نرى أن الشحنة غير محددة على الذرات الفردية. سيكون الهيكل الحقيقي في مكان ما في الوسط.

دعونا نعمم على المتبرع - ذرة بدون شحنة ، ولكن بزوج. ستكون الأسهم هي نفسها كما في حالة allyl carbanion. الهياكل الحدودية هي نفسها من الناحية الرسمية ، لكنها في هذه الحالة ليست متكافئة. الهياكل ذات الشحنات أقل فائدة بكثير من الهياكل المحايدة. الهيكل الحقيقي للجزيء أقرب إلى الهيكل الأصلي ، لكن نمط عدم التمركز يجعل من الممكن فهم سبب ظهور كثافة الإلكترون الزائدة على ذرة الكربون البعيدة.

يتطلب إلغاء التمركز في حلقة البنزين مرة أخرى تمثيلًا بروابط مزدوجة ، ويتم رسمه بشكل مشابه تمامًا. نظرًا لوجود ثلاث روابط وجميعها متورطة ، فسيكون هناك ثلاثة هياكل حدودية أخرى ، بالإضافة إلى الهيكل الأصلي ، وسيتم توزيع الشحنة (الكثافة) على مواضع ortho و para.

اكتب 4. في سلسلة الاقتران ، روابط مانحة ومتعددة ، بعضها يحتوي على ذرة غير متجانسة (C = O ، C = N ، N = O ، إلخ.)

الروابط المتعددة التي تتضمن ذرات غير متجانسة (دعني أذكرك بأننا اتفقنا على قصر أنفسنا على عناصر الفترة الثانية ، أي أننا نتحدث فقط عن الأكسجين والنيتروجين) تشبه الروابط المتعددة بين الكربون والكربون في أن الرابطة π هي بسهولة الانتقال من ذرة أسفل إلى أخرى ، لكن تختلف حقيقة أن الإزاحة تحدث في اتجاه واحد فقط ، مما يجعل مثل هذه الروابط في الغالبية العظمى من الحالات متقبلات فقط. تحدث الروابط المزدوجة مع النيتروجين والأكسجين في العديد من المجموعات الوظيفية المهمة (C = O في الألدهيدات ، الكيتونات ، الأحماض ، الأميدات ، إلخ ؛ N = O في مركبات النيترو ، إلخ). لذلك فإن هذا النوع من عدم التمركز مهم للغاية ، وسوف نراه كثيرًا.

لذلك ، إذا كان هناك متبرع ومثل هذا الاتصال ، فمن السهل جدًا إظهار تحول الكثافة. من بين الهيكلين الحدوديين ، سوف تسود تلك التي تكون فيها الشحنة على ذرة كهرسلبية أكثر ، ومع ذلك ، فإن دور الهيكل الثاني دائمًا ما يكون مهمًا للغاية. بطبيعة الحال ، إذا كانت الحالة متناظرة ، مثل تلك الموضحة في السطر الثاني ، فإن كلا الهيكلين متماثلان ويتم تمثيلهما بشكل متساوٍ - سيكون الهيكل الحقيقي في الوسط تمامًا كما هو الحال في الحالة التي تم النظر فيها سابقًا لأنيون الأليل.

إذا كانت هناك أيضًا روابط كربون-كربون مترافقة في الجزيء أو الأيون ، فسوف تشارك بشكل متواضع في تحول الكثافة الكلي. نفس الشيء هو دور حلقة البنزين مع الترتيب العمودي أو شبه للجهة المانحة والمقبولة. لاحظ أنه يوجد دائمًا هيكلان حدوديان فقط - يُظهران الموضعين المتطرفين لتغيير الكثافة. الهياكل الوسيطة (حيث انتقلت الكثافة بالفعل من المتبرع إلى رابطة متعددة ، ولكنها لم تذهب أبعد من ذلك) لا تحتاج إلى رسم. في الواقع ، إنها موجودة وهي قانونية تمامًا ، لكن دورها في إلغاء تحديد الموقع لا يكاد يذكر. يوضح المثال الثالث في الرسم البياني المقدم كيفية رسم شريط نيترو. في البداية ، يخشى الكثير من الشحنات ، ولكن إذا نظرت إليه تمامًا مثل الرابطة المزدوجة بين النيتروجين والأكسجين ، فسيتم رسم الإزاحة بنفس الطريقة كما هو الحال مع أي روابط متعددة أخرى مع ذرات غير متجانسة ، وتلك الشحنات الموجودة بالفعل يجب ببساطة تركه في راحة وعدم لمسه.

وخيار شائع آخر - هناك متبرع واحد ، وهناك العديد من السندات متعددة القبول (اثنان ، ثلاثة). بالمعنى الدقيق للكلمة ، في هذه الحالة ، ليست سلسلة تصريف واحدة ، بل سلسلتان أو ثلاثة. يؤدي هذا إلى زيادة عدد الهياكل الحدودية ، ويمكن أيضًا إظهاره بواسطة الأسهم ، على الرغم من أن هذه الطريقة ليست صحيحة تمامًا ، حيث سيكون هناك عدة أسهم من زوج مانح واحد. يوضح هذا المثال بوضوح أن الهياكل الحدودية هي طريقة أكثر شمولية ، على الرغم من أنها أكثر تعقيدًا.

ما الذي تحتاج إلى معرفته أيضًا حول إمكانية الاقتران؟ تحتاج أيضًا إلى تخيل كيفية ترتيب الجزيء (الجسيم). من أجل الاقتران ، من الضروري أن تكون مدارات الإلكترونات π متوازية (خطية متداخلة ، تقع في نفس المستوى) ، أو تصنع زاوية مختلفة تمامًا عن الزاوية اليمنى. يبدو الأمر فاسدًا تمامًا - كيف تعرفه فعلاً ؟! ليس كل شيء مخيفًا للغاية ، فلن نواجه حالات صعبة حقًا بعد. لكن هناك أمرًا واحدًا واضحًا تمامًا: إذا لم يكن لدى ذرة واحدة مداري واحد ، بل مداريان ، فعندئذٍ يكونان متعامدين تمامًا ولا يمكنهما المشاركة في نفس سلسلة الاقتران في نفس الوقت. لذلك ، فإن الروابط المزدوجة في 1،2-ديين (ألين) ، وثاني أكسيد الكربون والجزيئات المماثلة (الركامولين و heterocumulene) ليست مترافقة ؛ روابط الحلقة π والزوج الوحيد في أنيون فينيل غير مترافقين ، إلخ.

نظرية الرنين- نظرية التركيب الإلكتروني للمركبات الكيميائية ، والتي بموجبها يكون توزيع الإلكترونات في الجزيئات (بما في ذلك الأيونات المعقدة أو الجذور) عبارة عن مزيج (رنين) من الهياكل الأساسية ذات التكوينات المختلفة للروابط التساهمية ثنائية الإلكترون. إن دالة الموجة الرنانة التي تصف التركيب الإلكتروني للجزيء هي مزيج خطي من الوظائف الموجية للهياكل الأساسية.

بعبارة أخرى ، لا يتم وصف التركيب الجزيئي من خلال صيغة هيكلية واحدة ممكنة ، ولكن من خلال مجموعة (رنين) من جميع الهياكل البديلة. نظرية الرنين هي وسيلة ، من خلال المصطلحات الكيميائية والصيغ الهيكلية الكلاسيكية ، لتصور إجراء رياضي بحت لبناء دالة موجية تقريبية لجزيء معقد.

نتيجة رنين الهياكل القانونية هو استقرار الحالة الأرضية للجزيء ؛ مقياس استقرار الرنين هذا طاقة الرنينهو الفرق بين الطاقة المرصودة للحالة الأرضية للجزيء والطاقة المحسوبة للحالة الأرضية للهيكل القانوني مع الحد الأدنى من الطاقة. من وجهة نظر ميكانيكا الكم ، هذا يعني أن دالة موجية أكثر تعقيدًا ، وهي مزيج خطي من وظائف الموجة ، كل منها يتوافق مع أحد الهياكل الأساسية ، تصف الجزيء بشكل أكثر دقة من دالة الموجة لبنية الطاقة الدنيا. .

موسوعي يوتيوب

1 / 3

نظرية الرنين

هياكل الرنين ، الجزء الأول

تأثير الميزومير (تأثير الاقتران). الجزء 1.

ترجمات

لنرسم جزيء بنزين. ودعونا نفكر في العمليات التي تهمنا والتي تحدث في هذا الجزيء. لذلك البنزين. هناك ست ذرات كربون في الدورة. الكربون الأول والثاني والثالث والرابع والخامس والسادس في الدورة. ما الذي يجعل البنزين مميزًا جدًا؟ ما الذي يجعلها مختلفة عن الهكسان الحلقي؟ بالطبع ، نحن نتحدث عن ثلاث روابط مزدوجة في الدورة. سنفترض أن هذين الكاربونين مرتبطان برابطة مزدوجة ، وهناك أيضًا رابطة مزدوجة بين هذه الذرات ، وكذلك بين هذه الذرات. دعونا نرسم الهيدروجين فقط لنتذكر أنها موجودة هنا على الإطلاق. دعونا نرسمهم بالكاد. إذن ، كم عدد الهيدروجين الذي سيتم ربطه بهذا الكربون؟ واحد ، اثنان ، ثلاثة إلكترونات تكافؤ متورطة بالفعل. لذلك ، يرتبط الكربون بهيدروجين واحد فقط. كل شيء هو نفسه هنا. هيدروجين واحد فقط. هناك أربعة إلكترونات تكافؤ في المجموع. إنه مشابه هنا. أعتقد أنك تفهم النظام بالفعل. في المجموع ، يحتوي كل كربون على ثلاث روابط مع ذرات كربون: رابطتان مفردتان مع ذرتين من الكربون ورابطة مزدوجة أخرى. وفقًا لذلك ، تتكون الرابطة الرابعة من الهيدروجين. اسمحوا لي أن أرسم كل ذرات الهيدروجين هنا. سنصورهم باللون الداكن حتى لا يصرفوا انتباهنا. الآن رسمنا البنزين. في المستقبل ، سنواجهه أكثر من مرة. لكن في هذا الفيديو ، سنلقي نظرة على ، أو على الأقل نحاول أن ننظر ، إلى خاصية غريبة للبنزين ، وهذا بالطبع صدى. هذه الخاصية ليست بنزين على وجه التحديد ، إنها خاصية للعديد من الجزيئات العضوية. إنه مجرد أن البنزين ربما يكون أكثرهم تسلية. لذلك دعونا نفكر فيما يمكن أن يحدث لهذا الجزيء. لنبدأ بهذا الإلكترون. دعنا نبرزها بلون مختلف. دعونا نختار اللون الأزرق لهذا الإلكترون. إذن ، هذا هو الإلكترون. ماذا لو انتقل هذا الإلكترون إلى هذا الكربون؟ هذا الكربون لا يكسر الرابطة ، بل يحافظ على إلكترون ، والذي سيتحرك هنا. إذن هذا الإلكترون قد تحول هنا. الآن يحتوي هذا الكربون على إلكترون خامس غير ضروري. لذلك ، تحول إلكترون واحد هنا. الآن يحتوي هذا الكربون على خمسة إلكترونات. وبالتالي فإن هذا الإلكترون سيعود إلى ذرة الكربون الأصلية التي فقدت الإلكترون الأول. نتيجة لذلك ، ظلت جميع ذرات الكربون كما هي. إذا حدث هذا ، فسنحصل على هيكل يشبه هذا. سأرسم سهمًا مزدوجًا ، لأن العملية يمكن أن تستمر في كلا الاتجاهين. لنبدأ بسلسلة الكربون. إذن ، الكربون الأول ، والثاني ، والثالث ، والرابع ، والخامس ، وأخيراً الكربون السادس. في الصورة على اليسار ، كان الرابط المزدوج هنا ، لذا فقد انتقل الآن هنا. لنرسم هذه الرابطة المزدوجة باللون الأزرق لإبراز الفرق. الآن الرابطة المزدوجة هنا. انتقل هذا الإلكترون الأزرق هنا. ارتفع هذا الإلكترون الأزرق. دعونا نصورهم بألوان مختلفة ، لمزيد من الوضوح. لنفترض أن هذا الإلكترون سيكون أخضر. هاجر الإلكترون الأخضر من هذا الكربون إلى هذا الكربون. يمكننا تخيل كيف حدث ذلك. الآن ضع في اعتبارك هذا الإلكترون الأرجواني الذي كان على ذرة الكربون هذه ، لكنه الآن انتقل وانتقل إلى كربون آخر هنا. وفقًا لذلك ، تحولت الرابطة المزدوجة أيضًا ، كما هو موضح بواسطة هذا السهم. يبقى النظر في الإلكترون الأزرق. ينتقل هذا الإلكترون الأزرق إلى الكربون الأول. والرابطة المزدوجة ، بدورها ، تتحول هنا. بطبيعة الحال ، حصلنا على جزيئين متشابهين جدًا جدًا. في الواقع ، هذا هو نفس الجزيء ، فقط مقلوبًا رأسًا على عقب. يجب أن نهتم أكثر بحقيقة أن هذه الروابط المزدوجة تتحرك تدريجياً ذهابًا وإيابًا ، وتشكل هذا الهيكل ، ثم ذلك. وهم يفعلون ذلك طوال الوقت. الروابط المزدوجة تتحرك باستمرار. وحقيقة البنزين هي أن أياً من هذه الهياكل لا يمثل ما يحدث بالفعل. البنزين في حالة انتقالية معينة. يبدو الهيكل الحقيقي للبنزين أكثر مثل هذا. لن أرسم ذرات الكربون والهيدروجين الآن. دعونا ، ربما ، نرسم الهيدروجين هنا ، منذ أن بدأت في تصويرها في الرسم الأول. لذلك ، نرسم الهيدروجين هنا. دعونا لا ننسى أمرهم. على الرغم من وجود هذه الهيدروجين ضمنيًا دائمًا. انتهى مع الهيدروجين. مرة أخرى ، باستخدام هذه الحلقة كمثال ، قد لا نرسم ذرات الكربون والهيدروجين ، لأنها ضمنية. لذا فإن الهيكل الحقيقي للبنزين يقع بين هذا وذاك. وفي الواقع ، سيكون هناك نصف رابطة مزدوجة بين كل كربون. هذا هو ، في الواقع ، الهيكل يبدو شيء من هذا القبيل. سيكون هناك نصف رابطة مزدوجة هنا ، ونصف رابطة مزدوجة هنا ، ونصف رابطة مزدوجة هنا ، ونفس الشيء هنا ونصف رابطة مزدوجة هنا. تقريبا انتهيت. وهنا نصف الرابطة المزدوجة. في الواقع ، في جزيء البنزين ، تتحرك الإلكترونات باستمرار حول الحلقة بأكملها. ولا أقصد الانتقال من هيكل إلى آخر. يظهر هنا الهيكل الحقيقي ، الذي تكون طاقته ضئيلة. إذن ، هياكل لويس هذه ، على الرغم من أنه سيكون من الأصح تسميتها الهياكل الأساسية ، لأنني لم أرسم كل الإلكترونات. غالبًا ما نرسم البنزين بهذه الطريقة عندما نفكر ، على سبيل المثال ، في آلية. لكن من المهم أن نفهم أنه نتيجة لصدى هذين الهيكلين ، نحصل على هيكل انتقالي يتوافق مع الواقع. هذا لا يحدث فقط مع البنزين. يمكن إعطاء العديد من الأمثلة. لكننا سنحلل واحدًا آخر لملء أيدينا. لنأخذ أيون كربونات. مثال صارخ تمامًا لإظهار الهياكل الرنانة. لذلك ، أيون الكربونات. يرتبط الكربون بشكل مزدوج بإحدى ذرات الأكسجين وله رابطان منفردان مع ذرات الأكسجين الأخرى. وهذان الأكسجين لهما إلكترونات إضافية. ستحتوي ذرة الأكسجين هذه على واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، خمسة ، ستة تكافؤ ... في الواقع ، بالطبع ، سبعة إلكترونات تكافؤ. دعونا نفعل ذلك مرة أخرى. واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، خمسة ، ستة ، سبعة إلكترونات تكافؤ. ويؤدي إلكترون واحد إضافي إلى شحنة سالبة. نفس الشيء صحيح بالنسبة لهذه الذرة. لديها واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، خمسة ، ستة ، سبعة إلكترونات تكافؤ. واحد إضافي. لذلك ستكون هناك شحنة سالبة. دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذه البنية الرنانة ، أو البنية المتعارف عليها. كما لاحظنا بالفعل ، هذا الأكسجين محايد. ولها ستة إلكترونات تكافؤ. واحد إثنان ثلاثة أربعة خمسة ستة. تخيل أن أحد هذه الإلكترونات يذهب إلى الكربون ، مما يجعل الكربون يتبرع بإلكترونته للأكسجين العلوي. لذا يمكننا تخيل موقف ينتقل فيه هذا الإلكترون هنا إلى الكربون. وعندما يحصل الكربون على إلكترون آخر ، في نفس الوقت ، ستعطي ذرة الكربون إلكترونها للأكسجين العلوي ، هنا. كيف سيتغير الهيكل في حالة حدوث مثل هذه العملية؟ لذا إذا تحركت الإلكترونات بهذا الشكل ، فإليك ما سنراه. لنبدأ بالكربون. الآن الكربون لديه رابطة واحدة فقط هنا. هنا نرسم الأكسجين. يحتوي الأكسجين على ستة إلكترونات تكافؤ. واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، خمسة ، ستة إلكترونات. لكن الآن لديه واحدة أخرى ، هذه الزرقاء. لذلك ، بما أن الأكسجين يحتوي الآن على إلكترون سابع إضافي ، فإننا نرسم شحنة سالبة على الأكسجين. هذا الأكسجين ، الذي تبرع بإلكترونته للكربون ، يشكل رابطة مزدوجة مع ذرة الكربون. لنرسم رابطًا جديدًا مثل هذا. لذا فإن الرابطة المزدوجة للكربون بهذا الأكسجين تقع في الأسفل. تخلى إلكترون واحد عن الأكسجين ، لذلك أصبح لديه الآن ستة إلكترونات تكافؤ. واحد إثنان ثلاثة أربعة خمسة ستة. والآن أصبحت شحنة الأكسجين متعادلة. لم يحدث شيء لهذا الأكسجين على اليسار. لذا فقط قم بنسخه ولصقه. انسخ أولاً ثم الصق. يبقى هذا الأكسجين هنا. تخيل حالة يكون فيها هذا الأكسجين مع إلكترون إضافي ، والذي يمكن أن يأتي بدوره من أكسجين آخر من أعلى ، سوف يعطي إلكترونًا إضافيًا لذرة الكربون. ثم يكسر الكربون الرابطة المزدوجة مع الأكسجين الآخر. في هذه الحالة ، مع هذا. اسمحوا لي أن أرسم هذا. ربما الحالة التي ينتقل فيها هذا الإلكترون إلى الكربون ... سوف تتشكل رابطة مزدوجة. وبعد ذلك سيتخلى الكربون عن أحد إلكتروناته. هذا الإلكترون هنا سيعود إلى الأكسجين. ماذا سيحدث؟ إذا حدث هذا ، فإن الهيكل النهائي سيبدو هكذا. لنبدأ بالكربون ، المفرد المرتبط بالأكسجين ، الذي يحتوي على إلكترون واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، خمسة ، ستة ، سبعة إلكترونات تكافؤ. كل شيء لا يزال هنا. يمكنك تسميتها رد فعل رنان ، أو يمكنك تسميتها شيئًا آخر. لا يزال هناك شحنة سالبة هنا. دعنا ننتقل إلى هذا الأكسجين. لقد استعاد إلكترونته. والآن لديها سبعة إلكترونات تكافؤ مرة أخرى. واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، خمسة ، ستة ، سبعة إلكترونات تكافؤ مرة أخرى. دعنا نشير إلى الإلكترون الذي عاد إلى الأكسجين. لنجعلها أرجوانية. والآن الأكسجين له شحنة سالبة. هذا الأكسجين ، بدوره ، تبرع بإلكترون للكربون. وشكل رابطة مزدوجة جديدة. هنا الرابطة المزدوجة لهذا الأكسجين بالكربون. أعطى إلكترون واحد الأكسجين ، لذا أصبح لديه الآن إلكترون واحد ، اثنان ، ثلاثة ، أربعة ، خمسة ، ستة إلكترونات تكافؤ وشحنة متعادلة. كل هذه الهياكل تندمج مع بعضها البعض. يمكننا حتى الحصول على هذا الهيكل من هذا. بدءًا بأحد هذه الهياكل ، يمكننا الحصول على أي هياكل أخرى. هذا بالضبط ما يحدث في أيون الكربونات. اسمحوا لي أن أكتب أن هذا هو أيون كربونات. لذلك ، هيكلها الحقيقي هو شيء بين هؤلاء الثلاثة. في الواقع هيكل أيون الكربونات يبدو هكذا. إنه كربون مرتبط بثلاث ذرات أكسجين. ارسم رابطة بين كل من الأكسجين الثلاثة والكربون. وبعد ذلك ، سيكون لكل رابطة C-O أخرى ثلث طابع الرابطة المزدوجة. اتصال ثالث. ليس السجل المعتاد تمامًا ، ولكنه أقرب إلى الواقع قدر الإمكان. ثلث الوقت سيكون الإلكترون هنا. في الثلثين المتبقيين من الوقت ، ستمتلك ذرات الأكسجين هذا الإلكترون بالتساوي. يُعتقد أن كل أكسجين له شحنة −2/3. عادة ، بالطبع ، يتم رسم أحد هذه الهياكل ، لأنه من الملائم العمل مع الأعداد الصحيحة. لكن في الواقع ، تخضع أيونات الكربونات للرنين. في الواقع ، تتحرك الإلكترونات باستمرار من رابطة C-O إلى أخرى. هذا يجعل الجزيء أكثر استقرارًا. طاقة هذا الهيكل أقل من طاقة أي من تلك المذكورة أعلاه. وينطبق الشيء نفسه على البنزين. طاقة هذا الهيكل الانتقالي هنا أقل من طاقة أي من هذه ، وبالتالي فإن هذا النوع من البنزين أكثر استقرارًا من تلك المسحوبة أعلاه. ترجمات مجتمع Amara.org

قصة

تم تقديم فكرة الرنين في ميكانيكا الكم بواسطة Werner-Heisenberg في عام 1926 عند مناقشة الحالات الكمومية لذرة الهليوم. قارن بنية ذرة الهليوم بالنظام الكلاسيكي لمذبذب توافقي رنان.

تم تطبيق نموذج Heisenberg بواسطة Linus Pauling (1928) لوصف التركيب الإلكتروني للهياكل الجزيئية. باستخدام طريقة مخططات التكافؤ ، شرح Pauling بنجاح الخصائص الهندسية والكيميائية الفيزيائية لعدد من الجزيئات من خلال آلية إلغاء تحديد كثافة الإلكترون للروابط.

اقترح كريستوفر إنجولد أفكارًا مماثلة لوصف التركيب الإلكتروني للمركبات العطرية. في 1926-1934 ، وضع إنجولد أسس الكيمياء العضوية الفيزيائية ، وطور نظرية بديلة للإزاحة الإلكترونية (نظرية الميزومرية) ، مصممة لشرح بنية جزيئات المركبات العضوية المعقدة التي لا تتناسب مع تمثيلات التكافؤ المعتادة. المصطلح الذي اقترحه Ingold للدلالة على ظاهرة عدم تمركز كثافة الإلكترون الميزومرية"(1938) ، يستخدم بشكل أساسي في الأدب الألماني والفرنسي ، ويهيمن الأدب الإنجليزي والروسي" صدى". أصبحت أفكار إنجولد حول التأثير الميزومري جزءًا مهمًا من نظرية الرنين. بفضل الكيميائي الألماني فريتز أرندت ، تم تقديم الترميز المقبول عمومًا للهياكل الميزومرية بمساعدة الأسهم ذات الرأسين.

اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية 40-50

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ما بعد الحرب ، أصبحت نظرية الرنين هدفًا للاضطهاد في إطار الحملات الأيديولوجية وأعلنت "مثالية" ، وغريبة عن المادية الديالكتيكية - وبالتالي فهي غير مقبولة للاستخدام في العلوم والتعليم:

"نظرية الرنين" ، كونها مثالية وغير أدرية ، تعارض النظرية المادية لبوتلروف ، باعتبارها غير متوافقة معها ولا يمكن التوفيق بينها ؛ ... تجاهلها مؤيدو "نظرية الرنين" وشوهوا جوهرها. "نظرية الرنين" ، كونها آلية من خلال وعبر. ينكر السمات النوعية والمحددة للمادة العضوية ويحاول بشكل خاطئ تمامًا اختزال قوانين الكيمياء العضوية لقوانين ميكانيكا الكم ...

... إن نظرية الرنين الميزومري في الكيمياء العضوية هي نفس مظهر أيديولوجيا رجعية عامة ، كما هو الحال مع Weismannism-Morganism في علم الأحياء ، وكذلك المثالية "الفيزيائية" الحديثة ، التي ترتبط بها ارتباطًا وثيقًا.

على الرغم من أن اضطهاد نظرية الرنين يسمى أحيانًا "ليسينكويسم في الكيمياء" ، فإن تاريخ هذه الاضطهادات يختلف في عدد من الطرق عن اضطهاد علم الوراثة في علم الأحياء. كما تلاحظ لورين جراهام: "تمكن الكيميائيون من صد هذا الهجوم الخطير. كانت التعديلات التي أدخلت على النظرية ذات طبيعة مصطلحات. في الخمسينيات. الكيميائيين ، دون دحض انتقاد نظرية الرنين ، طوروا تركيبات نظرية مماثلة (بما في ذلك المواد الكيميائية الكمومية) ، باستخدام مصطلح "

في القسم التالي ، سيتم النظر في المفاهيم الحديثة لتفاعلات الاستبدال الكهربية في السلسلة العطرية. في هذه الحالة ، لا يمكن الاستغناء عن نظرية الرنين ، التي أصبحت جزءًا من النظرية البنيوية وتسمح للمرء بتصور توزيع كثافة الإلكترون في جزيء غير متفاعل أو في الجسيمات الوسيطة للتفاعلات العضوية - الأيونات والجذور. تم تطوير أساسيات نظرية الرنين بولينجفي الأربعينيات من القرن الماضي.

باستخدام مجموعة محدودة فقط من أدوات الرسم ، يصنع الكيميائيون العجائب - ينقلون على الورق بمساعدة الصيغ الهيكلية بنية ملايين المركبات العضوية. ومع ذلك ، في بعض الأحيان هذا فشل. ربما كان أحد الأمثلة الأولى من هذا النوع هو البنزين ، الذي لا يمكن نقل خصائصه بواسطة صيغة واحدة. لذلك ، أُجبر Kekule على تقديم صيغتين له مع روابط مزدوجة غير محلية. للحصول على فكرة واضحة عن أصول نظرية الرنين ، دعنا نلقي نظرة على بعض الأمثلة الأخرى.

لأيون النتريت لا 2- يمكن اقتراح الصيغة الهيكلية التالية

ويترتب على هذه الصيغة وجود نوعين مختلفين من الأكسجين في أيون النتريت ، أحدهما يحمل شحنة سالبة والآخر غير مشحون. ومع ذلك ، فمن المعروف أنه لا يوجد نوعان مختلفان من الأكسجين في أيون النتريت. للتغلب على هذه الصعوبة ، يجب تمثيل بنية الأيون بصيغتين

يتطور وضع مماثل في حالة الكاتيون الأليل ، الذي سبق أن واجهناه من قبل. بالنسبة لهذا الجسيم ، يتعين علينا أيضًا استخدام صيغتين تنقلان معًا فقط جميع السمات الهيكلية للكاتيون

بعد أن اتفقنا على الحاجة إلى نقل بنية بعض الجزيئات أو الجسيمات من خلال عدة صيغ ، فإننا نضع أنفسنا في مقدمة البحث عن إجابات للعديد من الأسئلة التي تطرأ. على سبيل المثال ، كم عدد الصيغ التي تنقل جميع السمات الهيكلية للجسيم؟ هل الجسيمات الحقيقية تتوافق مع الصيغ المختارة؟ ما هو التوزيع الحقيقي للإلكترونات في الجسيم؟

هذه الأسئلة وغيرها تجيب عليها نظرية الرنين على المستوى النوعي. الأحكام الرئيسية لهذه النظرية هي كما يلي.

1. إذا كان لا يمكن تمثيل جميع التفاصيل الدقيقة لبنية الجسيم بصيغة واحدة ، فيجب أن يتم ذلك باللجوء إلى عدة هياكل. تسمى هذه الهياكل الرنانة ، والمحددة ، والحدودية ، والمتعارف عليها.

2. إذا كان من الممكن رسم اثنين أو أكثر من الهياكل المقبولة للجسيم ، فإن التوزيع الفعلي للإلكترونات لا يتوافق مع أي منها ، ولكنه يكون وسيطًا بينهما. يعتبر الجسيم الواقعي مزيجًا من الهياكل الرنانة غير الموجودة في الواقع. يساهم كل من الهياكل المحددة في توزيع كثافة الإلكترون الحقيقي في الجسيم. هذه المساهمة هي أكبر ، كلما اقتربت الهياكل الأساسية في الطاقة.

3. تتم كتابة صيغ الرنين وفقًا لقواعد معينة:

في البنى الرنانة المختلفة ، يجب أن تكون مواضع جميع الذرات متماثلة ، والاختلاف بينها يكمن فقط في ترتيب الإلكترونات ؛

لا ينبغي أن تختلف الصيغ الحدودية اختلافًا كبيرًا في موضع الإلكترونات ، وإلا فإن مساهمة هذه الهياكل في الهجين الرنان ستكون ضئيلة ؛

يجب أن يكون للهياكل الحدودية ذات المساهمات الكبيرة في الهجين الرنان نفس عدد الإلكترونات غير المزاوجة وأصغرها.

4. طاقة الجسيم الحقيقي أقل من طاقة أي من الهياكل المحددة. بعبارة أخرى ، يكون الهجين الرنان أكثر استقرارًا من أي من الهياكل المشاركة في الرنين. هذه الزيادة في الاستقرار تسمى طاقة الرنين.

سنستخدم ثمار النظرية النوعية والبصرية للرنين في وقت قريب جدًا - عند شرح التوجه في تفاعلات الاستبدال في السلسلة العطرية. في غضون ذلك ، نلاحظ أن هذه النظرية خدمت الكيمياء بأمانة لأكثر من 70 عامًا ، على الرغم من أنها تعرضت للنقد منذ نشرها. غالبًا ما يرتبط النقد بالعلاقة المربكة بين الجسيم الحقيقي والهياكل الأساسية. تفترض نظرية الرنين نفسها أن البنى المتعارف عليها وهمية. ومع ذلك ، غالبًا ما يتم إعطاؤهم معنى حقيقيًا ، وهو بالطبع غير صحيح. ومع ذلك ، هناك فرصة لمناقشة الوضع بذكاء. لذا ، لشرح العلاقة بين الهياكل المقيدة وهجينها الرنان تي ويلانداقترح استخدام القياس البيولوجي ، والذي يتلخص في ما يلي. "عندما نقول أن البغل هجين من حمار وحصان ، فإننا لا نعني على الإطلاق أن بعض البغال هي حمير والبعض الآخر خيول ، أو أن كل بغل هو حصان جزء من الوقت وحمار جزء من زمن. نشير ببساطة إلى حقيقة أن البغل حيوان مرتبط بكل من الحصان والحمار ، وفي وصفه من المناسب مقارنته بهذه الحيوانات المألوفة. وتجدر الإشارة إلى أن تشبيه ويلاند ليس صحيحًا تمامًا. في الواقع ، على عكس الهياكل النهائية ، التي لا وجود لها حقًا ، فإن الحمار والحصان كائنات خرسانية للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، لفت بعض الخبراء الانتباه إلى ذاتية بعض افتراضات نظرية الرنين. استمرارًا في مناقشة هذه النظرية في تشبيه ويلاند البيولوجي ، O. A. Reutovفي وقت مبكر من عام 1956 ، أشار إلى أن "مفهوم الرنين لا يمكن أن يتنبأ بأن البغل هو مزيج من حصان وحمار على وجه التحديد. هذا يحتاج إلى أن يعرف بشكل مستقل. خلاف ذلك ، يمكنك ، على سبيل المثال ، أن تأخذ فيلًا كواحد من الوالدين وتختار الوالد الثاني بطريقة تقارب كل شيء رياضيًا.

في الأربعينيات كان هناك تقدم علمي في مجال الكيمياء العضوية وكيمياء المركبات الجزيئية. يتم إنشاء مواد جديدة نوعيا. إن عملية تكوين الفيزياء والكيمياء للبوليمرات مستمرة ، ويتم إنشاء نظرية الجزيئات الكبيرة. أصبحت الإنجازات العلمية في هذا المجال من ركائز التحولات النوعية في الاقتصاد الوطني. وليس من قبيل المصادفة أن الأيديولوجيين هنا بالضبط يوجهون ضربة استباقية قوية.

كانت الحجة هي نظرية الرنين ، التي طرحها في عام 1928 الكيميائي البارز لينوس بولينج الحائز على جائزة نوبل. وفقًا لهذه النظرية ، بالنسبة للجزيئات التي يمكن تمثيل هيكلها في شكل العديد من الصيغ الهيكلية التي تختلف في طريقة توزيع أزواج الإلكترون بين النوى ، فإن البنية الحقيقية لا تتوافق مع أي من الهياكل ، ولكنها وسيطة بينها. يتم تحديد مساهمة كل هيكل من خلال طبيعته والاستقرار النسبي. كانت نظرية الرنين (ونظرية إنجولد الميسومرية القريبة منها) ذات أهمية كبيرة كتنظيم مناسب للتمثيلات البنيوية. لعبت هذه النظرية دورًا مهمًا في تطوير الكيمياء ، وخاصة الكيمياء العضوية. في الواقع ، لقد طورت لغة تحدثها الكيميائيون لعدة عقود.

يتم إعطاء فكرة عن درجة تجول وجدل الإيديولوجيين من مقتطفات من مقال "نظرية الرنين" في / 35 /:

"انطلاقًا من الاعتبارات الذاتية المثالية ، اخترع أتباع نظرية الرنين لجزيئات العديد من مجموعات المركبات الكيميائية الصيغ -" الحالات "أو" الهياكل "التي لا تعكس الواقع الموضوعي. وفقًا لنظرية الرنين ، فإن الحقيقة من المفترض أن تكون حالة الجزيء نتيجة تفاعل ميكانيكي كمي أو "رنين" أو "تراكب" أو "تراكب" لهذه "الحالات" أو "الهياكل" الوهمية.

إن نظرية الرنين ، التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمبادئ المثالية لـ "تكميلية" N. Bohr و "تراكب" P. Dirac ، هي امتداد للمثالية "الفيزيائية" للكيمياء العضوية ولها نفس الأساس الميكانيكي المنهجي.

عيب منهجي آخر في نظرية الرنين هو آليتها. وفقًا لهذه النظرية ، يتم رفض وجود ميزات نوعية محددة في الجزيء العضوي. يتم تقليل خصائصه إلى مجموع بسيط من خصائص الأجزاء المكونة له ؛ يتم تقليل الاختلافات النوعية إلى اختلافات كمية بحتة. بتعبير أدق ، يتم هنا اختزال العمليات الكيميائية المعقدة والتفاعلات التي تحدث في المادة العضوية إلى واحدة ، أبسط من الأشكال الكيميائية ، وهي الأشكال الفيزيائية لحركة المادة - إلى الظواهر الكهروديناميكية والميكانيكية الكمومية. تطوير فكرة اختزال الكيمياء إلى الفيزياء ، عالم فيزياء الكم المعروف والمثالي "الفيزيائي" E. Schrödinger في كتابه "ما هي الحياة من وجهة نظر الفيزياء؟" يعطي نظامًا واسعًا لمثل هذا التخفيض الآلي للأشكال الأعلى لحركة الأمهات إلى الأشكال الدنيا. وفقًا لـ Weismannism-Morganism ، فقد اختصر العمليات البيولوجية التي تشكل أساس الحياة للجينات ، والجينات إلى الجزيئات العضوية التي تشكلت منها ، والجزيئات العضوية إلى ظواهر ميكانيكا الكم.

نقطتان مثيرتان للاهتمام. أولاً ، بالإضافة إلى الاتهامات المعيارية للمثالية ، فإن الأطروحة حول الخصوصية والسمات النوعية لأشكال الحركة تلعب الدور الأهم هنا ، والتي تفرض في الواقع حظراً على استخدام الأساليب الفيزيائية في الكيمياء والطرق الفيزيائية والكيميائية في ثانيًا ، جرت محاولة لربط نظرية الرنين بالوايسمانية - المورجانية ، أي كيفية وضع الأساس لجبهة موحدة في الكفاح ضد الاتجاهات العلمية المتقدمة.

يحتوي "المجلد الأخضر" سيئ السمعة على مقال بقلم BM Kedrov / 37 / مكرس لـ "نظرية الرنين". إنه يصور العواقب التي تترتب على هذه النظرية "الرهيبة" معها. فيما يلي بعض الاستنتاجات الكاشفة للغاية من هذه المقالة.

1. "نظرية الرنين" ذاتية-مثالية ، لأنها تحول صورة متخيلة إلى شيء. يستبدل الكائن بتمثيل رياضي موجود فقط في رأس مؤيديه ؛ يصنع شيئًا - جزيء عضوي - يعتمد على هذا التمثيل ؛ ينسب إلى هذا التمثيل وجودًا مستقلًا خارج رأسنا ؛ يمنحها القدرة على الحركة والتفاعل والتراكب والرنين.

2. إن "نظرية الرنين" حيادية لأنها من حيث المبدأ تنفي إمكانية انعكاس كائن واحد (جزيء عضوي) وبنيته على شكل صورة هيكلية واحدة ، صيغة هيكلية واحدة. يتجاهل مثل هذه الصورة المفردة لشيء واحد ويستبدلها بمجموعة من "الهياكل الرنانة" الوهمية.

3. "نظرية الرنين" ، كونها مثالية ولا أدرية ، تعارض النظرية المادية لبوتلروف ، باعتبارها غير متوافقة معها ولا يمكن التوفيق بينها. نظرًا لأن نظرية بتلروف تتناقض بشكل أساسي مع كل المثالية واللاأدرية في الكيمياء ، فقد تجاهلها مؤيدو "نظرية الرنين" وشوهوا جوهرها.

4. "نظرية الرنين" ، كونها آلية من خلال وعبر. ينكر السمات النوعية والمحددة للمادة العضوية ويحاول بشكل خاطئ اختزال قوانين الكيمياء العضوية لقوانين ميكانيكا الكم ؛ ويرتبط هذا أيضًا بإنكار مؤيدي "نظرية الرنين" لنظرية بتليروف. لأن نظرية بتليروف ، كونها جدلية في الأساس ، تكشف بعمق عن الانتظامات المحددة للكيمياء العضوية ، التي ينكرها الميكانيكيون الحديثون.

5. تتطابق نظرية إنجولد في جوهرها مع "نظرية الرنين" لبولينج ، والتي اندمجت مع الأولى في نظرية رنين متوسطي واحد. مثلما جمع الأيديولوجيون البرجوازيون كل التيارات الرجعية في علم الأحياء ، حتى لا يتصرفوا بشكل منفصل ، ودمجوهم في جبهة موحدة للوايزمانية - المورجانية ، هكذا جمعوا معًا التيارات الرجعية في الكيمياء العضوية ، وشكلوا جبهة موحدة من أنصار Pauling-Ingold. أي محاولة لفصل نظرية الميزومرية عن "نظرية الرنين" على أساس أن نظرية الميزومرية يمكن تفسيرها ماديًا هي خطأ فادح يساعد في الواقع خصومنا الأيديولوجيين.

6. إن نظرية الرنين الميزومري في الكيمياء العضوية هي نفس مظهر الإيديولوجيا الرجعية العامة ، كما هو الحال بالنسبة للوايزمانية - المورجانية في علم الأحياء ، وكذلك المثالية "الفيزيائية" الحديثة ، التي ترتبط بها ارتباطًا وثيقًا.

7- تتمثل مهمة العلماء السوفييت في النضال بحزم ضد المثالية والآلية في الكيمياء العضوية ، وضد الانحلال أمام الاتجاهات الرجعية البرجوازية العصرية ، وضد النظريات المعادية للعلم السوفياتي ونظرتنا للعالم ، مثل نظرية الرنين الميزومري ... "

نشأ نوع من الحماسة في الموقف حول "نظرية الرنين" من الطبيعة البعيدة الاحتمال للاتهامات من وجهة نظر علمية. لقد كان مجرد نهج نموذجي تقريبي لا علاقة له بالفلسفة. لكن تبع ذلك مناقشة صاخبة. إليكم ما كتبته ل.أ.بلومينفيلد عنها / 38 /:

"في سياق هذه المناقشة ، تحدث بعض الفيزيائيين ، زاعمين أن نظرية الرنين ليست مثالية فقط (كان هذا هو الدافع الرئيسي للمناقشة) ، ولكنها أيضًا أمية ، لأنها تتعارض مع أسس ميكانيكا الكم. وفي هذا الصدد ، أساتذتي ، Ya. K. Syrkin و M E. Dyatkina ، الذين وجهت هذه المناقشة ضدهم بشكل أساسي ، أخذوني معهم وجاءوا إلى Igor Evgenievich Tamm لمعرفة رأيه في هذا الأمر. الضمير العلمي المطلق ، الغياب التام لـ "المادي" التكبر "، الذي لم يتأثر بأي اعتبارات انتهازية وإحسان طبيعي - كل هذا جعل تام تقريبًا" الحكم الوحيد الممكن. قال إن طريقة الوصف المقترحة في نظرية الرنين لا تتعارض مع أي شيء في ميكانيكا الكم ، ولا توجد مثالية هنا ، وفي رأيه ، لا يوجد موضوع للنقاش على الإطلاق. بعد ذلك ، أصبح من الواضح للجميع أنه كان على حق. ومع ذلك ، استمرت المناقشة ، كما تعلمون. كان هناك أناس ادعوا أن نظرية الرنين هي علم زائف. كان لهذا تأثير سلبي على تطوير الكيمياء الإنشائية ... "

في الواقع ، لا يوجد موضوع للمناقشة ، ولكن هناك مهمة يجب توجيهها إلى المتخصصين في الكيمياء الجزيئية العالية. ومن أجل هذا ، قام ب. م. كيدروف ، عند دراسة نظرية الرنين ، بخطوة كبيرة في تفسير ف.أ. لينين / 37 /:

"الرفاق الذين تشبثوا بكلمة" تجريد "تصرفوا كالدوغمائيين. لقد قارنوا حقيقة أن" البنى "التخيلية لنظرية الميزومرية هي مجرد أفكار مجردة وحتى ثمرة تجريدية مع ما قاله لينين عن التجريد العلمي ، وخلصوا إلى أنه ذات مرة نظرًا لأن التجريدات ضرورية في العلم ، فهذا يعني أن جميع أنواع التجريدات مسموح بها ، بما في ذلك المفاهيم المجردة حول الهياكل الوهمية لنظرية الميزومرية. لضرر التجريدات الفارغة والعبثية ، وخطر تحويل المفاهيم المجردة إلى مثالية.تحديدًا لأن ميول تحويل المفاهيم المجردة إلى المثالية كانت موجودة منذ البداية في كل من نظرية الميزومرية وفي نظرية الرنين ، في النهاية اندمجت كلتا النظريتين معًا.

من الغريب أن المثالية يمكن أن تكون مختلفة أيضًا. هكذا تقول مقالة "بتليروف" / 32 / ؛ أن الكيميائيين السوفييت يعتمدون على نظرية بتليروف في نضالهم ضد نظرية الرنين المثالية. ولكن من ناحية أخرى ، اتضح أنه "في الأسئلة الفلسفية العامة التي لا تتعلق بالكيمياء ، كان بتليروف مثاليًا ، ومروجًا للروحانية". ومع ذلك ، لا تلعب أي تناقضات دور الأيديولوجيين. في الكفاح ضد العلم المتقدم ، كانت كل الوسائل جيدة.