Cel mai bun răspuns
Conceptul simplu al unei legături covalente este acela că se comportă ca și cum funcția de undă ocupată de doi electroni ar fi legată de doi atomi. Astfel, în propenă există o legătură dublă între doi dintre atomii de carbon și legături simple între legătura rămasă dintre atomii de carbon și între atomii de hidrogen. Puteți arăta prin diferite experimente că atâta timp cât structura rămâne aceeași, toată chimia este explicabilă prin aceasta. Acum, să presupunem că înlocuiți unul dintre hidrogenii metilici cu, să zicem, o clorură sau un grup alcoolic, același lucru se întâmplă atât timp cât grupul respectiv rămâne. Totuși, să presupunem că scoatem acel grup, să zicem făcând un ion carbeniu? Acum, cele două capete se comportă echivalent și spunem că cei doi electroni π din legătura dublă sunt delocalizați, iar funcția de undă care descrie comportamentul lor se desfășoară pe întreaga moleculă. Molecula de benzen este similară. Ciclohexatrienul ar avea trei legături duble și trei legături simple, dar benzenul are șase legături echivalente, iar acest lucru este descris de cele două funcții ale undelor electronice care traversează întregul inel.
Este greșit să credem că electronii sunt localizați – pur și simplu nu știm unde sunt electronii. Ce fac funcțiile de undă este să vă spun unde este densitatea electronilor. Se presupune că electronii merg oriunde doresc, dar funcțiile de undă sunt restricționate de condițiile lor limită (nucleele) și de comportamentul lor de undă. Astfel, legăturile unice sunt localizate deoarece funcțiile de undă trebuie să urmeze comportamentul undei. Dacă luați metan, undele dintr-o legătură CH nu pot intra într-o altă zonă de legătură, pentru că, pentru a face acest lucru, axele lor ar trebui să întoarcă colțurile și, pentru a face acest lucru, ar trebui să fie refractate și, pentru a face acest lucru, ar trebui să se schimbe viteza și, prin urmare, energia. Dar toate aceste legături au aceeași energie, deci se reflectă și, în cele din urmă, întărirea din reflexie localizează undele. Bineînțeles, electronii pot schimba sau pot face ceea ce vor, cu excepția faptului că comportamentul lor general este determinat de funcția de undă. Unda se delocalizează atunci când nu trebuie să întoarcă colțurile, SAU atunci când se poate învârti după colț. Electronii π fac acest lucru deoarece axa lor este normală față de planul sistemului π și pot continua să facă acest lucru atâta timp cât nu lovesc o obstrucție, cum ar fi absența locului pentru orbitalul ap.
Răspuns
Electronii sunt în mod normal legați de atomi. Acest lucru se datorează faptului că au o sarcină negativă, iar atomii au un nucleu compus din particule încărcate pozitiv. Se înțelege că electronii ocupă „niveluri de energie” în apropierea nucleului. Într-un anumit sens, ei se „lipesc în jurul” atomului fiind atras de nucleul său. În unele materiale, electronii cei mai exteriori sunt legați destul de slab de atomi și este nevoie de foarte puțină energie pentru a le da jos pentru a se deplasa liber (peste atomi).
Aceștia sunt cunoscuți ca „electroni liberi”. Când se aplică o tensiune externă, acestea sunt scoase din atomi și nu mai sunt legate de ele. Încep să se deplaseze influențați de diferența de potențial. Acest flux este ceea ce este cu adevărat „curentul electric”.
P.S. Rețineți că ușurința de a „da afară” electronii externi depinde de mai mulți factori și este descrisă cel mai exact prin modelele mecanice cuantice ale atomului. Simpla modelare a acestora ca atracții electromagnetice clasice nu va fi suficientă.