共振论是二十世纪三十年代美国化学家 鲍林（L．Pauling）提出的。随着化学事实的积累，用单一结构式表示分子结构的经典结构理论遇到了挑战。有些分子（后来称为离域体系），经典的结构式并不能完全正确地反映一个化合物的真实结构及其性质，而且一个化合物往往可以写出不止一个经典结构式，最典型的例了就是苯，其结构用凯库勒结构式表示可以写为(Ⅰ)，也可以写成(Ⅱ)。

    

但都不能完全反映苯的真实结构，实际上，苯没有单双键之分，键长都为0．139nm，其邻二取代物只有一种，而且苯具有特殊的稳定性，典型的化学反应不是烯烃的加成反应，而是取代反应。 再如，羧酸根的两个碳氧键是等长的，等等。总之，用一个价键结构式来描述分子的性质，已显得越来越有矛盾了。鲍林为了解决这些矛盾，根据经典结构理论的基本构想而作出了重要扩展，即不是用单一的结构式而是用两个或多个结构式来表示一种物质的结构。简单地说，这就是共振论。

 一．共振论的基本内容

 共振论认为一个真实的物质（分子或离子）的结构不能用单一的路易斯结构式描述时，可用多个路易斯结构式来描述，物质的真实结构是这些不同的可能结构式的叠加，是共振于这些不同的可能结构式之间的。这些可能的路易斯结构式被称为极限结构或正则结构，极限结构式的叠加得到共振杂化体，共振杂化体才能确切地反映分子的真实结构。用双箭头表示共振符号，苯的结构可用如下共振来表示：

在上面苯的共振结构中，每一个路易斯结构式是一个极限结构式，但任何一个单独的极限结构式都不能完全正确地反映苯分子的真实结构，所有这些极限结构式的叠加，介于这些可能结构式之间，即共振杂化体才能代表苯分子的真实结构。

 共振能是共振论的重要内容。真实物质（共振杂化体）的能量与最稳定的极限结构之间的能量差称为共振能。共振能可以通过量子化学方法进行计算，但是，一般来说它的经验值可由热化学方法或从氢化热的测定中推导出。例如苯的共振能，从原子形成气态分子时的生成热，可从它的燃烧热3304．2kJ／mo1和其燃烧产物(水和二氧化碳)的生成热算出来，结果是5539．1kJ／mol。而6个C—H、3个C＝C和3个C—C的键能总和是5384．2kJ／mol，两者之差是154．9kJ／mo1，这就是苯的共振能。   

 一般来说共振能越大说明该物质比最稳定的共振结构稳定得越多。在经验上能画出的共振结构越多，则共振能相对的也越大。例如，从苯、萘、蒽和菲四个化合物的共振结构数目的比较中可以看出，共振结构数越多，则共振能就越大。苯有两个共振结构，其共振能为154．9kJ／mo1，萘有三个共振结构，其共振能为314kJ／mol，蒽有四个共振结构，其共振能为439．6kJ／mol, 菲有五个共振结构，其共振能为460．5kJ／mol 。

 二．书写极限结构式遵循的主要原则

    应用共振论，首先要写出共振结构式。书写极限结构式应遵循如下原则：

 (1)一切极限结构式必须是正确的路易斯结构式，必须符合书写路易斯结构式的规则

在后面的结构式中N原子的价层占有度是9，超过了8。

 (2)同一化合物分子的所有极限结构式，仅仅是在电子排列上的不同，核的位置是固定不变的，即遵守各极限结构的核不改变的原则。例如：

下面的变化是不同结构的变化，是不同化合物之间的动态平衡，决不是共振。

  (3)同一化合物分子的一切极限结构式必须保持相同数目的成对电子(或未成对的孤电子)。如下的共振不存在：

但电荷分离的共振是可以的：

    因为 上述的各组结构式之间没有未成对的孤电子或成对电子数目的变化。

 (4)同一化合物分子的不同极限结构式的贡献大小并不一样，一般等价共振(共价键数目相等的共振)比不等价共振重要，而且共价键多的极限结构比共价键少的更稳定，贡献也更大；含有电荷分离的极限结构不如没有电荷分离的贡献大，而且不遵守电负性原则的电荷分离极限结构通常是不稳定的，贡献很小，一般可以忽暗不计。例如：

贡献较大                        贡献较小

  三．共振论应用举例

    共振论在有机化学中的应用非常广泛，可以在有机化学的各个领域找到它的足迹。下面仅举几例以说明如何应用共振论。

    1．对键长的影响

    大家都知道，C—C单键的键长是0．154nm，C=C双键的键长是0．134nm，然而苯的六个碳碳键的键长是相等的，0．139nm。就是因为苯存在如下共振：

羧酸根可以写出下面的共振结构，所以两个碳氧键是等长的。

 1，3-丁二烯中C₂—C₃之间的键长不等于0．154nm，而是0．1466 nm，也是因为有下列共振，有后面一个极限式的贡献，使C₂—C₃之间的键长变得短一些。

    2．对化学性质得影响

例如，当苯环上有羟基、氨基时，为什么亲电取代以邻、对位产物为主？苯酚和苯胺分别存在如下共振：

由于有后三个极限式的贡献，苯环邻、对位电荷密度较大，引入亲电基团进入邻、对位更有利，所以羟基、氨基是邻、对位定位基。

    烯丙基自由基和苄基自由基可以写出如下的共振结构，使得自由基得到稳定：

    氯原子的电负性大于碳，使苯环上的电子云密度降低，氯苯的亲电取代反应活性比苯低，但氯原子又是邻、对位定位基，是因为有如下的共振（X为氯原子）：

以上几例可说明，应用共振论说明问题比较直观、简明。

附：

1、分子的真实结构是这些合理结构式的共振杂化体，即在分子中存在多个共振体，用双箭号←→表示

2、Lweis结构式的写法规则
又称八隅体(八隅律)——(8电子结构结构)规则。归纳如下
(1)根据分子式或离子式计算出总的价电子数目，对于多原子阴离子的价电子总数，除各原子的价电子数列外还要加上阴离子的负电荷数；对于多原子阴离子，则必须从各原子价电子数中减去阳离子正电荷数。
(2)画出分子或离子的骨架结构，用“—”单键将原子联结，将未共用电子对分配在原子周围，尽可能使每个原子具有8e，每缺两个电子则以形成一个共价键补偿。

3、书写共振结构式遵循的基本原则

（1）同一化合物分子的极限结构式，原子核相对位置不变，只是电子（一般是π电子和未共用电子对）排列不同。例如： 　　（2）参与共振的所有原子共平面，都具有p轨道，如π键、自由基、离子、共轭体系。 　　（3）键角保持恒定。例如： 　　（4）同一分子的极限结构式，其成对电子数和未成对电子数必须相同。例如： 　　再如：CH＝CH—HH—CH＝CHH—H—H 　　（5）不能违反价键结构式的正确写法。

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