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表
話
編
歴
ベンゼン分子の共鳴共鳴の例
化学における共鳴理論(きょうめいりろん)とは、量子力学的共鳴の概念により、共有結合を説明しようとする理論である。 1929年にライナス・ポーリングはハイトラーとロンドンによる水素分子の共有結合の描像から、共有結合が量子力学的共鳴に基づくものという描像を提唱した。すなわち水素分子の全電子の波動関数Ψ(1, 2) = c1φHa(1)φHb(2) + c2φHa(2)φHb(1) を水素原子Haに電子1が所属し水素原子Hbに電子2が所属する状態と、水素原子Haに電子2が所属し水素原子Hbに電子1が所属する状態とが共鳴しておりそれにより安定化が起こっているものと考えた。ライナス・ポーリングはこの描像を発展させて様々な結合の様式について、また化合物の安定性、反応性について説明していった。 例えば極性結合については無極性結合している状態A-Bとイオン結合している状態A+-B-の共鳴によって説明した。そして、このように共鳴に寄与しているそれぞれの状態を表す構造を共鳴構造(有機電子論では極限構造と呼んでいた)、共鳴によって表される現実の構造を共鳴混成体と呼んだ。電気陰性度はこの無極性結合している状態とイオン結合している状態の寄与の割合をシュレーディンガー方程式を解くことによらなくとも簡単に評価できるようにするために導入されたパラメータである。 また、メタンCH4の4本のC?H結合が等価であることを説明するためにも、この共鳴の概念を使用した。すなわち炭素の2s軌道と3つの2p軌道が共鳴を起こし、4つの等価な軌道に再分配されるという説明である。そしてこのように共鳴により生成した新しい軌道を混成軌道と呼んだ。
共鳴理論の提唱