化學鍵與分子軌域

共振(resonance)

假設你想描述一頭騾子,於是先畫一匹馬、再畫一頭驢——兩張草圖都不對,可真實的那頭動物是兩者合而為一的混合。有些分子正是如此:沒有任何一張路易斯結構能刻畫它,真相是幾張合理畫法的混合。這種情形就叫共振。

準確地說,共振是對這樣一類分子的描述:它真實的電子排布無法用一張路易斯結構表示,於是被表示成兩張或多張有效結構的組合(一種雜化),這些結構僅在某些電子待在何處上有所不同。真實的分子並不在這些形式之間來回閃變——它是一個單一的、固定的結構,是所有這些畫法的平均,能量比其中任何一張都更低。

共振之所以重要,是因為它正確地預言了某些鍵全都相同、長度和強度都居中,並解釋了苯這類分子額外的穩定性。關鍵的提醒是:那些貢獻結構並不是真實的,分子也不在它們之間切換。它們是路易斯點式語言的侷限:當電子其實是瀰散(離域)的時候,這種語言卻硬要把它們塞進固定的位置。

碳酸根離子(CO₃²⁻)可以畫成三種樣子,每一種把雙鍵放在不同的那個氧上。實際上三根 C–O 鍵完全相同,每根的鍵級約為 1.33——分子是這三張畫法的單一平均,而不是其中任何一張。

碳酸根三根相等的鍵,是三張共振畫法的平均。

共振和平衡不是一回事。在平衡裡,真實的分子的的確確在來回相互轉化。而在共振裡,什麼都沒有轉化——只有一個分子,那幾張結構不過是它唯一的、離域的電子排布的幾張不完美的快照。

又稱
共振共振结构共振結構