化学键与分子轨道

共振(resonance)

假设你想描述一头骡子,于是先画一匹马、再画一头驴——两张草图都不对,可真实的那头动物是两者合而为一的混合。有些分子正是如此:没有任何一张路易斯结构能刻画它,真相是几张合理画法的混合。这种情形就叫共振。

准确地说,共振是对这样一类分子的描述:它真实的电子排布无法用一张路易斯结构表示,于是被表示成两张或多张有效结构的组合(一种杂化),这些结构仅在某些电子待在何处上有所不同。真实的分子并不在这些形式之间来回闪变——它是一个单一的、固定的结构,是所有这些画法的平均,能量比其中任何一张都更低。

共振之所以重要,是因为它正确地预言了某些键全都相同、长度和强度都居中,并解释了苯这类分子额外的稳定性。关键的提醒是:那些贡献结构并不是真实的,分子也不在它们之间切换。它们是路易斯点式语言的局限:当电子其实是弥散(离域)的时候,这种语言却硬要把它们塞进固定的位置。

碳酸根离子(CO₃²⁻)可以画成三种样子,每一种把双键放在不同的那个氧上。实际上三根 C–O 键完全相同,每根的键级约为 1.33——分子是这三张画法的单一平均,而不是其中任何一张。

碳酸根三根相等的键,是三张共振画法的平均。

共振和平衡不是一回事。在平衡里,真实的分子的的确确在来回相互转化。而在共振里,什么都没有转化——只有一个分子,那几张结构不过是它唯一的、离域的电子排布的几张不完美的快照。

又称
共振共振结构共振結構