Struktur Resonansi

Struktur resonansi adalah struktur Lewis alternatif yang valid untuk molekul atau ion yang sama. Atom-atomnya tetap berada di posisi yang sama, tetapi beberapa elektron dapat digambarkan dengan lebih dari satu cara. Ahli kimia menggunakannya ketika satu struktur Lewis terlalu terlokalisasi untuk menunjukkan distribusi elektron yang sebenarnya dengan baik.

Spesies yang sebenarnya tidak bolak-balik berubah antara bentuk-bentuk terpisah. Spesies itu adalah hibrida resonansi: satu distribusi elektron nyata yang diwakili oleh beberapa gambar Lewis.

Apa yang Sebenarnya Ditunjukkan oleh Struktur Resonansi

Saat Anda menggambar struktur resonansi, keterhubungan atom tetap. Ikatan rangkap dapat bergeser, pasangan elektron bebas dapat menjadi bagian dari ikatan $\pi$, dan muatan formal dapat berpindah, tetapi kerangka atom tidak berubah.

Itulah uji tercepatnya. Jika Anda perlu memindahkan atom untuk membuat gambar baru, berarti Anda tidak sedang menggambar struktur resonansi.

Contoh Ozon: Dua Gambar Lewis, Satu Molekul

Ozon, $O_3$, adalah contoh standar:

$$\mathrm{O=O-O} \leftrightarrow \mathrm{O-O=O}$$

Pada setiap kontributor, atom oksigen pusat memiliki muatan formal positif dan atom oksigen terminal yang berikatan tunggal memiliki muatan formal negatif. Kedua gambar itu setara karena dua atom oksigen terminal tersebut setara.

Intinya bukan bahwa ozon berbalik-balik antara dua molekul yang terpisah. Intinya adalah bahwa molekul sebenarnya memiliki kerapatan elektron yang tersebar pada kedua ikatan O-O. Dalam kimia dasar, setiap ikatan O-O sering dijelaskan memiliki orde ikatan antara $1$ dan $2$, bukan satu ikatan tunggal murni dan satu ikatan rangkap murni.

Cara Menggambar Struktur Resonansi dengan Benar

1. Mulailah dengan satu struktur Lewis yang valid.
2. Pindahkan hanya elektron, biasanya pasangan elektron bebas atau elektron $\pi$. Jangan memindahkan atom.
3. Pertahankan jumlah total elektron valensi dan muatan total tetap sama pada setiap kontributor.
4. Periksa kembali oktet dan muatan formal. Untuk contoh umum di tingkat dasar, kontributor dengan muatan formal yang lebih kecil dan penempatan muatan yang lebih baik biasanya lebih penting.

Inilah sebabnya resonansi sering muncul pada spesies dengan pasangan elektron bebas yang berdekatan, ikatan rangkap, atau muatan. Jika tidak ada perpindahan elektron yang dapat terjadi tanpa mengubah kerangka atom, mungkin tidak ada resonansi yang bisa digambar.

Kesalahan Umum pada Struktur Resonansi

• Memindahkan atom alih-alih hanya memindahkan elektron.
• Lupa menjaga agar muatan total tetap sama pada setiap struktur.
• Menganggap struktur resonansi seolah-olah molekul dengan cepat berpindah antara bentuk-bentuk nyata yang terpisah.
• Menggambar kontributor yang melanggar aturan valensi normal untuk tingkat yang sedang Anda pelajari.
• Menganggap semua kontributor sama pentingnya ketika salah satunya memiliki muatan formal yang jauh lebih buruk.

Kapan Struktur Resonansi Penting dalam Kimia

Resonansi penting pada banyak oksoanion, sistem terkonjugasi, dan molekul aromatik karena kerapatan elektron dapat terdelokalisasi pada beberapa atom. Hal ini membantu menjelaskan mengapa beberapa ikatan lebih mirip satu sama lain daripada yang ditunjukkan oleh satu gambar Lewis saja.

Resonansi juga membantu menjelaskan kestabilan dan reaktivitas. Jika suatu muatan dapat tersebar pada beberapa atom, hal itu sering menstabilkan spesies tersebut dibandingkan dengan struktur yang muatannya terpusat pada satu atom.

Coba Kasus Serupa

Cobalah versi Anda sendiri dengan ion nitrat, $NO_3^-$. Pertahankan kerangka atom tetap, gambar kontributor resonansi yang valid, lalu tanyakan apa arti gambar-gambar itu terhadap tiga ikatan N-O pada ion yang sebenarnya.