Beste svaret
Det enkle konseptet med en kovalent binding er at den oppfører seg som om bølgefunksjonen okkupert av to elektroner er bundet av to atomer. Således er det i propen en dobbeltbinding mellom to av karbonatomene, og enkeltbindinger mellom den gjenværende koblingen mellom karbonatomer og mellom hydrogenatomene. Du kan vise ved forskjellige eksperimenter at så lenge strukturen forblir den samme, er all kjemi forklarbar gjennom det. Anta at du bytter ut et av metylhydrogenene med for eksempel et klorid- eller en alkoholgruppe, det samme skjer så lenge den gruppen er igjen. Anta imidlertid at vi trekker den gruppen av, si ved å lage et karbeniumion? Nå oppfører de to endene seg ekvivalent, og vi sier at de to π elektronene fra dobbeltbindingen blir avlokalisert, og bølgefunksjonen som beskriver deres oppførsel går over hele molekylet. Benzenmolekylet er likt. Sykloheksatrien ville ha tre dobbeltbindinger og tre enkeltbindinger, men benzen har seks likeverdige bindinger, og dette er beskrevet av de to elektronbølgefunksjonene som løper over hele ringen.
Det er feil å tro at elektronene er lokalisert. – vi vet rett og slett ikke hvor elektronene er. Hva bølgefunksjonene gjør er å fortelle deg hvor elektrondensiteten er. Elektronene går antagelig hvor de vil, men bølgefunksjonene er begrenset av deres grensebetingelser (kjernene) og av deres bølgeatferd. Dermed er enkeltbindingene lokalisert fordi bølgefunksjonene må følge bølgeatferd. Hvis du tar metan, kan ikke bølgene i en CH-binding gå inn i en annen bindingssone fordi for å gjøre det, må deres akser dreie hjørner, og for å gjøre det, må de brytes, og for å gjøre det må de endre hastighet, og dermed energi. Men alle disse båndene har den samme energien, så de blir reflektert, og til slutt lokaliserer bølgeforsterkningen fra refleksjon. Elektronene kan selvfølgelig fremdeles bytte eller gjøre hva de vil, bortsett fra at deres generelle oppførsel bestemmes av bølgefunksjonen. Bølgen blir avlokalisert når den ikke trenger å svinge hjørner ELLER når den kan hoppe rundt hjørnet. Π-elektronene gjør det fordi deres akse er normal i forhold til π-systemets plan, og de kan fortsette å gjøre dette så lenge de ikke treffer en hindring, for eksempel fravær av rom for ap-orbital.
Svar
Elektroner er normalt bundet til atomer. Dette er fordi de har en negativ ladning og atomer har en kjerne sammensatt av positivt ladede partikler. Det forstås at elektroner opptar «energinivåer» nær kjernen. På en eller annen måte «holder de seg» rundt atomet som tiltrekkes av kjernen. I noen materialer er de ytterste elektronene ganske løst bundet til atomene, og det tar veldig lite energi å sparke dem av for å bevege seg fritt (på tvers av atomer).
Disse er kjent som «frie elektroner». Når en ekstern spenning påføres, blir de sparket av fra atomene sine og er ikke bundet til dem lenger. De begynner å bevege seg påvirket av den potensielle forskjellen. Denne strømmen er hva «elektrisk strøm» egentlig er.
P.S. Merk at den enkle å «sparke ut» de ytterste elektronene avhenger av flere faktorer og er mest nøyaktig beskrevet av kvantemekaniske modeller av atomet. Bare det å modellere disse som klassiske elektromagnetiske attraksjoner kommer ikke til å være nok.