Delokalisoitu

Delokalisoitu tarkoittaa elektronien sijoittumista siten, että ne ovat jaettuja useamman atomin alueelle eikä niitä voi paikallistaa yksittäiseen sidoskohtaan. Delokalisoituminen muodostaa elektronipilven, joka ulottuu koko konjugoituneen järjestelmän alueelle, jolloin tietyt pi-elektronit ovat osa useaa peräkkäistä sidosta samanaikaisesti.

Usein termi liittyy pi-sidoksiin konjugoituneissa rakenteissa, joissa p-orbitaalit ovat päällekkäisiä ja muodostavat laajan delokalisoituneen pi-jonon. Tämä pi-elektronien käsittely eroaa yksittäisen, lokalisoituneen sidoksen kuvaamisesta. Resonanssi on tavallinen tapa kuvata delokalisoitumista: molekyylillä on useita resonanssirakenteita, ja todellinen tila on näiden rakenteiden superpositio.

Molekyylien elektronirakenteessa delokalisaatio voidaan kuvata molekyyliorbitaaliyhteyksillä (MO-teoria), jossa delokalisoituneet MO:t ulottuvat useisiin atomeihin ja alentavat järjestelmän energiaa verrattuna täysin lokalisoituihin tiloihin. Näin delokalisoituminen selittää monien yhdisteiden stabiliteettia, aromatisuutta ja väriä.

Esimerkkejä ovat konjugoituneet polyeneet sekä aromaattisten yhdisteiden renkaat, joissa pi-elektronit ovat laajasti jakautuneet renkaaseen. Allyyliryhmän delokalisaatio on toinen klassinen tapaus, jossa alkyylin hiili- ja hiilien välillä elektronit ovat saatavilla koko ryhmän alueella.

Delokalisaatio on myös metallien elektronijärjestelmässä tärkeää: vapaa elektroni voi käyttäytyä koko metallin alueella, mikä selittää johtavuuden ja metallin μ-ominaisuudet. Yhteenvetona delokalisoituminen lisää molekyylien vakautta sekä vaikuttaa reaktiivisuuteen, väriin ja fyysisiin ominaisuuksiin.