Bedste svar
Det enkle koncept med en kovalent binding er, at den opfører sig som om bølgefunktionen optaget af to elektroner er bundet af to atomer. Således er der i propen en dobbeltbinding mellem to af carbonatomer og enkeltbindinger mellem den resterende forbindelse mellem carbonatomer og mellem hydrogenatomer. Du kan ved forskellige eksperimenter vise, at så længe strukturen forbliver den samme, er al kemi forklarbar gennem det. Antag nu, at du udskifter et af methylhydrogenerne med f.eks. Et chlorid eller en alkoholgruppe, det samme sker, så længe den gruppe forbliver. Antag dog, at vi trækker den gruppe ud, siger vi ved at fremstille en carbeniumion? Nu opfører de to ender sig ækvivalent, og vi siger, at de to π elektroner fra dobbeltbindingen delokaliseres, og bølgefunktionen, der beskriver deres adfærd, løber over hele molekylet. Benzenmolekylet er ens. Cyclohexatrien ville have tre dobbeltbindinger og tre enkeltbindinger, men benzen har seks ækvivalente bindinger, og dette er beskrevet af de to elektronbølgefunktioner, der løber over hele ringen.
Det er forkert at tro, at elektronerne er lokaliseret – vi ved simpelthen ikke, hvor elektronerne er. Hvad bølgefunktionerne gør er at fortælle dig, hvor elektrondensiteten er. Elektronerne går formodentlig hvor som helst, men bølgefunktionerne er begrænset af deres randbetingelser (kernerne) og af deres bølgefunktion. Således er enkeltbindingerne lokaliseret, fordi bølgefunktionerne skal følge bølgeopførsel. Hvis du tager metan, kan bølgerne i en CH-binding ikke gå ind i en anden bindingszone, for for at gøre det skal deres akser dreje hjørner, og for at gøre det skal de brydes, og for at gøre det bliver de nødt til at ændre hastighed og dermed energi. Men alle disse bindinger har den samme energi, så de bliver reflekteret, og til sidst lokaliserer bølgerne forstærkning fra refleksion. Elektronerne kan selvfølgelig stadig udveksle eller gøre hvad de vil, bortset fra at deres samlede opførsel bestemmes af bølgefunktionen. Bølgen bliver aflokaliseret, når den enten ikke behøver at dreje hjørner ELLER når den kan springe rundt om hjørnet. Π-elektronerne gør det, fordi deres akse er normal i forhold til π-systemets plan, og de kan fortsætte med at gøre dette, så længe de ikke rammer en forhindring, såsom fraværet af plads til ap-orbital.
Svar
Elektroner er normalt bundet til atomer. Dette skyldes, at de har en negativ ladning, og atomer har en kerne sammensat af positivt ladede partikler. Det forstås, at elektroner optager “energiniveauer” nær kernen. På en eller anden måde “holder de sig” ved atomets tiltrækningskraft. I nogle materialer er de yderste elektroner ret løst bundet til atomerne, og det tager meget lidt energi at sparke dem af for at bevæge sig frit (på tværs af atomer).
Disse er kendt som de “frie elektroner”. Når en ekstern spænding påføres, bliver de sparket af fra deres atomer og er ikke bundet til dem mere. De begynder at bevæge sig påvirket af den potentielle forskel. Denne strøm er, hvad “elektrisk strøm” virkelig er.
P.S. Bemærk, at letheden ved at “sparke” de yderste elektroner afhænger af flere faktorer og er mest nøjagtigt beskrevet af kvantemekaniske modeller af atomet. Simpelthen modellering af disse som klassiske elektromagnetiske attraktioner er ikke tilstrækkelig.