Сопряжение связей

---

Сопряжение связей  — это явление выравнивания связей и зарядов в реальной молекуле по сравнению с несуществующей идеальной структурой этой молекулы. Происходит из-за взаимодействия между собой электронных систем атомов (прежде всего валентных электронов). За счёт сопряжения происходит изменение длины кратных и одинарных связей, что в свою очередь вызывает геометрическое изменение строения молекулы.^[1] Главным признаком сопряжения является распределение электронной плотности по всей системе.^[2] Системы, в которых происходит сопряжение, называются сопряжёнными системами, которые делятся на открытые и циклические. Чтобы сопряжение произошло, необходимо, чтобы все электронные системы находились в одной плоскости для взаимодействия друг с другом, и для образования плоского σ-скелета. Если этого не происходит из-за структурного строения молекулы, то говорят о пространственных препятствиях сопряжению.^[2]

Сопряжение может быть двух видов: ${\displaystyle \pi ,\pi }$-cопряжение и ${\displaystyle {\ce {p}}}$,${\displaystyle \pi }$-cопряжение.

Среди циклических соединений, относящихся к группе ароматических, также встречаются оба вида сопряжения.

Наглядным примером является бензол, так как его атомно-орбитальная модель наиболее чётко проявляет особенности электронного строения ароматических углеводородов. Он состоит из шести ${\displaystyle sp^{2}}$-гибридизованных атомов углерода, каждый из которых имеет p-атомную орбиталь. Так как каждая p-атомная орбиталь перекрывается с двумя соседними, возникает единая делокализованная ${\displaystyle \pi }$-система, которая равномерно распределена по всей циклической системе. Поэтому бензол проявляет ${\displaystyle \pi ,\pi }$-cопряжение.

Небольшим исключением является имидазол. В его составе есть пиррольный атом азота, который поставляет пару ${\displaystyle \pi }$-электронов, и пиридиновый, который вносит один p-электрон. Несмотря на разный вклад атомов азота в образование делокализованного электронного облака, имидазол всё равно проявляет ${\displaystyle {\ce {p}}}$,${\displaystyle \pi }$-cопряжение.

Гетероциклические ароматические соединения имеют очень большую термодинамическую устойчивость. Они играют роль «структурных единиц» в нуклеиновых кислотах.

---