Delokalisoituminen

Delokalisoituminen on kemiassa esiintyvä ilmiö, jossa elektronit tai molekyyliorbitaalit eivät ole rajoittuneet vain kahden atomin välille tai yhden atomin ympärille, vaan ne ovat jakautuneet useamman atomin kesken laajemmalle alueelle molekyylissä. Tämä on keskeinen käsite esimerkiksi aromaattisten yhdisteiden, kuten bentseenin, ja resonanssirakenteiden ymmärtämisessä.

Kun elektronit ovat delokalisoituneita, ne muodostavat elektronipilven, joka on leviytynyt useiden atomien yli. Tämä johtaa usein molekyylin stabiilisuuden lisääntymiseen, sillä elektronit ovat tällöin pienemmän energiatilan vallassa. Delokalisoituminen on erityisen merkittävää tyydyttymättömissä yhdisteissä, joissa on konjugoituneita kaksois- tai kolmoissidoksia.

Delokalisoituneiden elektronien läsnäolo vaikuttaa molekyylin kemiallisiin ja fysikaalisiin ominaisuuksiin, kuten reaktiivisuuteen, absorptiospektreihin ja sidospituuksiin. Esimerkiksi bentseenissä, jossa kuusi hiiliatomia muodostavat renkaan ja kuusi pi-elektronia ovat delokalisoituneet koko renkaan yli, kaikki hiili-hiili-sidokset ovat samanpituisia, mikä on pidempi kuin tyypillinen kaksoissidos ja lyhyempi kuin tyypillinen yksinkertainen sidos.

Delokalisaation kuvaamiseen käytetään usein resonanssirakenteita, jotka ovat erilaisia Lewis-rakenteita, jotka edustavat yhtä todellista molekyylirakennetta, jossa elektronit ovat jakautuneet useammalle atomille. Todellinen rakenne on näiden resonanssirakenteiden välimuoto. Ilmiö on olennainen orgaanisen kemian, materiaalitieteen ja kvanttikemian ymmärtämisessä.