delokalisaatio

Delokalisaatio on ilmiö, jossa elektronit eivät ole paikallisesti sidoksissa vain yhteen atomiin tai kovalenttiseen sidospariin, vaan voivat jakautua useamman atomin yli konjugoituneessa tai aromaattisessa järjestelmässä. Tällainen elektronijako tapahtuu erityisesti pi-elektronien (π-elektronien) kannalta, kun p-orbitaaleja päällekkäin muodostuu laajempi pi-järjestelmä. Delokalisoituneet elektronit voivat siten levitä useiden sidosrakenteiden yli.

Delokalisaatio voidaan kuvata sekä klassisen resonanssiteorian että modernin molekyyliorbitaaliteorian kautta. Resonanssissa järjestelmä kuvataan useilla merkityllä Lewis-rakenteilla, joiden todellinen tilanne on näiden rakenteiden resonanssihybridi. MO-teorian mukaan delokalisaatio ilmenee, kun muodostuneet bonding- ja antibonding- MO:t ovat osittain jakautuneita useiden atomien yli, mikä vakauden ja kemiallisen ominaisuuksien kannalta edellyttää elektronien laajaa jakautumista.

Esimerkkejä delokalisaatiosta ovat bentseenin aromaattinen pi-järjestelmä, jossa kaikki C-C-sidot ovat samanarvoisia, sekä konjugoidut järjestelmät kuten 1,3-butadieeni ja allyyliryhmät. Karbonaatti- ja muihin resonanssisysteemeihin liittyvä viritys näkyy, kun elektronien pi-delokalisaatio ja oksidoreduktioprosessit vaikuttavat rakenteeseen ja reaktiivisuuteen.

Delokalisaatio vaikuttaa merkittävästi molekyylien stabiliteettiin, sidosrakenteisiin, värin (UV-vis) ilmentymiin sekä reaktioiden kulkuun. Sillä on keskeinen rooli sekä orgaanisessa kemiassa että biokemiassa, erityisesti konjugoituneiden ja aromaattisten järjestelmien ymmärtämisessä.