18.13. Структура карбоксилат-ионов
Согласно теории резонанса, карбоксилат-ион представляет собой гибрид двух структур, обладающих одинаковой стабильностью и, следовательно, одинаковым вкладом в результирующую структуру. Атом углерода связан с каждым из атомов кислорода одной «полуторной» связью. Отрицательный заряд равномерно распределен между двумя атомами кислорода.
То, что анион действительно представляет собой резонансный гибрид, подтверждается данными по длинам связей. Так, например, в муравьиной кислоте и меется одна двойная и одна простая связи углерод — кислород. Поэтому можно ожидать, что эти связи будут иметь разную длину. Формиат натрия, если он действительно представляет собой резонансный гибрид, должен содержать две эквивалентные связи углерод — кислород; можно ожидать, что они будут иметь одинаковую длину, промежуточную между длинами двойной и простой связей. Данные рентгеноструктурного анализа и дифракции электронов показывают, что эти предположения справедливы. В муравьиной кислоте одна связь углерод — кислород имеет длину 1,36 А 
(простая связь), а другая — 1,23 А 
(двойная
связь); в формиате натрия имеются две эквивалентные связи углерод — кислород, причем длина каждой равна 
(см. скан)
Что же означает резонанс с позиций орбитальной теории? Карбоксильный атом углерода связан с тремя другими атомами 
-связями (рис. 18.3). Поскольку эти связи используют 
-орбитали (разд. 5.2), они лежат в плоскости под углом 120° (2,094 рад) друг к другу. Остающаяся 
-орбиталь атома углерода перекрывается одинаково хорошо с 
-орбиталями обоих атомов кислорода с образованием гибридных связей (ср. бензол, разд. 10.12). Таким образом, электроны связаны не с одним или двумя ядрами, а с тремя ядрами одновременно (один углерод и два кислорода). Поэтому они прочнее удерживаются, связи становятся сильнее и анион — устойчивее. Именно такое участие электронов в образовании более чем одной связи, или, иными словами, делокализация («размазывание») электронного облака, и подразумевается в структуре, представляющей анион как резонансный гибрид двух структур.
Рис. 18.3 Карбоксилат-ион. Перекрывание 
-орбиталей в обоих направлениях: делокализация 
-электронов и рассредоточение заряда.
(см. скан)
