共振(resonance)和互變異構(tautomerism)的區別

關鍵區別-共振與互變異構

異構現象是一種解釋具有相同分子式、不同結構和性質的有機化合物結構的化學現象。異構是指同一分子式存在不同的分子結構和空間排列。異構體主要分為組成異構體和立體異構體兩大類。互變異構體是一種組成異構體。這些是很容易相互轉化的有機化合物。另一方面，共振是描述孤對和鍵電子對對化合物極性的影響的化學現象。共振與互變異構的關鍵區別在於，共振是由於孤電子對和鍵電子對之間的相互作用而發生的，而互變異構則是由於有機化合物通過重新定位質子而相互轉化而發生的。

什麼是共振(resonance)？

共振是描述化合物中孤電子對和鍵電子對之間相互作用的化學概念。這種影響最終決定了有機或無機化合物的實際化學結構。在具有雙鍵和孤電子對的化合物中可以觀察到共振效應。共振導致了分子的極性。

共振效應通過使π鍵中的電子離域而穩定化合物。分子中的電子可以在原子核周圍移動，因為電子沒有原子的固定位置。因此，孤電子對可以向π鍵移動，反之亦然。這是為了獲得穩定的狀態。這個過程稱為電子共振。共振結構可以用來獲得最穩定的分子結構。

圖01：苯酚的共振結構

根據分子中存在的孤對和π鍵的數量，一個分子可以有幾個共振結構。一個分子的所有共振結構都有相同數量的電子和相同的原子排列。該分子的實際結構是所有共振結構中的混合結構。共振效應有兩種類型；

Positive resonance effect
Negative resonance effect

正共振效應解釋了在帶正電荷的化合物中可以發現的共振現象。正共振效應有助於穩定分子中的正電荷。負共振效應解釋了分子中負電荷的穩定性。然而，考慮共振的混合結構比所有共振結構具有更低的能量。

什麼是互變異構(tautomeri**)？

互變異構是指有幾種化合物能夠通過重定位質子而相互轉化。這種效應在氨基酸和核酸中最常見。這種相互轉化的過程被稱為互變異構。這是一種化學反應。在這裡，質子的遷移意味著另兩種形式的原子之間氫原子的交換。氫原子與接收氫原子的新原子形成共價鍵。互變異構體彼此平衡存在。它們總是存在於化合物的兩種形式的混合物中，因為它們試圖準備單獨的互變異構形式。

圖02：互變異構

在互變異構過程中，分子的碳骨架不發生變化。只有質子和電子的位置改變了。互變異構是將一種互變異構體轉化為另一種形式的分子內化學過程。一個常見的例子是酮-烯醇互變異構。它是一種酸或鹼催化的反應。一般來說，有機化合物的酮式比酮式更穩定，但在某些狀態下，烯醇式比酮式更穩定。

共振(resonance)和互變異構(tautomeri**)的區別

共振與互變異構
共振是描述化合物中孤電子對和鍵電子對之間相互作用的化學概念。	互變異構是指有幾種化合物能夠通過重定位質子而相互轉化。
過程
共振是多種形式（同一化合物）的存在，它決定了化合物的實際結構。	互變異構是指同一化合物的兩種（或兩種以上）能夠相互轉化的形式。
平衡態
共振結構不存在於平衡狀態。	互變異構體彼此平衡存在。
重新安置
通過鍵電子和孤電子對的重新定位，可以得到共振結構。	互變異構體可以通過重新定位質子（和電子）來獲得。

總結 - 共振(resonance) vs. 互變異構(tautomeri**)

共振和互變異構是重要的化學概念。共振用於確定化合物的實際結構。互變異構決定了化合物的化學結構，在給定的條件下它是最穩定的。這兩個術語之間有許多不同之處。共振與互變異構的區別在於，共振是由於孤電子對和鍵電子對之間的相互作用而發生的，而互變異構則是由於有機化合物通過重定位一個質子而相互轉化而發生的。

引用

1.Brown，William H.“互變異構體”，《大英百科全書》，《大英百科全書》，2014年5月20日。牛津大學化學系“互變異構”2。此處提供3.“共振（化學）”，維基百科，維基媒體基金會，2018年3月16日。此處提供
2.“互變異構”，牛津大學化學系。
3.“共振（化學）。”維基百科，維基媒體基金會，2018年3月16日。