5. Все атомы, участвующие в резонансе, должны лежать в одной плоскости. Правила , позволяющие оценить резонансный гибрид.

1. Реальная сопряженная система является промежуточной между граничными (каноническими) структурами; каждая граничная структура вносит вклад в реальную структуру.

2. Резонансные (канонические) структуры сопряженной системы в большинстве случаев имеют разную энергию (а значит и устойчивость). Обычно: а. Заряженные структуры менее стабильны, чем незаряженные; б. чем более электроотрицателен атом, несущий отрицательный заряд, тем устойчивее структура; в. ониевые катионы более устойчивы, чем секстетные; г. биполярная структура тем устойчивее, чем ближе находятся разноименные заряды.

Например, незаряженная структура (51a) имеет более низкую энергию (более стабильна), чем биполярная структура (51b), аналогично структуры (55a) и (56a) – самые стабильные среди резонансных структур фенола и пиррола.

Структура енолят-аниона (59a) с отрицательным зарядом на атоме кислорода более стабильна, чем структура карбаниона (59б) с зарядом на атоме углерода:

Структуры (56c) и (56d) более стабильны, чем структуры (56b) и (56e), потому что разноименные заряды в первых находятся при соседних атомах, а во вторых более удалены друг от друга.

3. Вклад отдельных канонических структур в реальную структуру (резонансный гибрид) пропорционален их устойчивости: чем выше устойчивость канонической структуры, тем больше ее вклад.

Например, в случае пиррола (56) наибольший вклад в резонансный гибрид вносит незаряженная структура (56a), заметно меньший вклад вносят структуры (56c) и (56d) и еще меньший – структуры (56b) и (56e). Таким образом, в реальной структуре на атомах С² и С⁵ имеется частичный небольшой по величине, отрицательный заряд, который все же больше, чем частичный заряд на атомах С³ и С⁴; положительно заряженный реагент (электрофил) будет предпочтительно реагировать с атомами С² и С⁵.

4. Энергия реальной (гибридной) структуры ниже, чем энергия любой канонической структуры; выигрыш в энергии по сравнении с самой устойчивой канонической структурой называется энергией резонанса. Энергия резонанса тем больше, чем больше канонических структур возможно для данной частицы и чем ближе они по энергии.

Выигрыш в энергии (энергия резонанса) обусловлен делокализацией электронной плотности. Чем больше возможно канонических структур, тем больше атомов принимает участие в делокализации; чем ближе структуры по энергии, тем более равномерно распределена электронная плотность.

Примеры: энергия резонанса для карбоксилат-аниона (50) заметно выше, чем для енолят-аниона (59), поскольку канонические структуры (50a) и (50b) одинаковы по энергии, а структуры (59a) и (59b) имеют разную энергию. Для сульфонат-аниона (60) энергия резонанса выше, чем для карбоксилат-аниона, поскольку для него возможно три равных по энергии резонансных структуры:

Сульфонат-анион является весьма устойчивым анионом.

Поляризуемость.

Под поляризуемостью понимается смещение электронной плотности в рассматриваемой молекуле, происходящее под действием окружающих молекул (реагентов, растворителей, катализаторов), когда они приближаются к данной молекуле. Поляризуемость тем выше, чем более подвижны валентные электроны. Электроны -связей и неподеленные пары электронов более подвижны, чем электроны -связей; еще более подвижны электроны сопряженных систем. Чем выше поляризуемость (т.е. чем сильнее смещается электронное облако), тем выше реакционная способность молекулы.