Resonanztheorie

Resonanztheorie, auch Mesomerie genannt, ist ein Grundkonzept der chemischen Strukturtheorie. Sie beschreibt Moleküle, deren Elektronenverteilung nicht durch eine einzige Lewis-Formel adäquat wiedergegeben werden kann. Stattdessen lässt sich der reale Zustand als Hybrids der beteiligten Strukturen vorstellen, die man Resonanzformen oder mesomerische Grenzformen nennt. Diese Formen unterscheiden sich in der Verteilung der Elektronen, nicht der Atompositionen.

Historisch entwickelte sich die Resonanzidee aus der Valenzbindungstheorie; Linus Pauling prägte die moderne Sicht, wonach keine Form dem wahren Zustand exakt entspricht, sondern Eigenschaften aus einer Mischung mehrerer Formen resultieren. Resonanzformen dienen als nützliches Hilfsmittel, um Stabilität, Reaktivität und Struktur zu erklären.

Typische Beispiele sind Benzol, das durch drei gleichwertige Kekulé-Resonanzformen beschrieben wird, oder das Allyl-System, bei dem Elektronen delokalisiert über mehrere Kohlenstoffatome verteilt sind. Bei der Auswahl von Resonanzformen gelten Regeln: plausible Lewis-Formen, gleiche Atomreihenfolge, und oft möglichst geringe formale Ladungen, vollständige Oktette sowie stabilisierte negative oder positive Ladungen auf geeigneten Zentren. Der Resonanzhybrid ist energetisch stabiler als jede einzelne Form.

Die Resonanztheorie hilft, abweichende Bindungslängen, erhöhte Stabilität bestimmter Moleküle und charakteristische Spektren zu erklären. Die zugehörige Energie wird als Resonanzenergie bezeichnet. In der modernen Chemie wird Resonanz als veranschaulichende Darstellung der Elektronenverteilung genutzt; die rigorose Beschreibung erfolgt oft durch Molekülorbitaltheorie, die Delokalisierung direkt durch überlappende Orbitale beschreibt. Resonanzformen bleiben eine nützliche konzeptionelle Hilfe.

Resonanzformen sind Modelle, keine realen Zwischenzustände; sie liefern zentrale qualitative Einsichten. Die Grenze zwischen einzelnen Formen ist fließend, und die tatsächliche Wellenfunktion entsteht aus der Mischung vieler Beiträge.