共鳴理論
共鳴効果はアニオンやカチオンを持つ共鳴構造の寄与によって、その寄与を無視した時に比して分子内に電子の分布の偏り(分極)が生じることをいう。R効果と呼称されることもある。
共鳴効果という概念はライナス・ポーリングによってクリストファー・ケルク・インゴールドの提唱した有機電子論のメソメリズムの概念を量子化学で再定義する為に導入された。
メソメリズムにおいてはケクレの振動説に基づいて、共役π電子系を持つ化合物は複数の構造式の互変異性体であると考えていた。それに対して共鳴理論では、メソメリズムを表現する互変異性構造式を極限構造式として扱い、真の構造はそれらの共鳴混成体であるとして、原子価結合法を用いて量子化学的に解釈する。この結果、どの程度共鳴構造の寄与があるのか、すなわちどの程度電荷の偏りがあるのかを定量的に評価することも可能となった。
C = C − C = C ⟷ C ⋅ − C = C − C ⋅ ⟷ C + − C = C − C − ⟷ C − − C = C − C + {\displaystyle {\ce {C=C-C=C<->C\cdot -C=C-C\cdot <->C+-C=C-C^{-}<->{C^{-}}-C=C-C+}}}
のように両端に双性イオンの共鳴構造やビラジカルの共鳴構造の寄与がある。
ベンゼンにおいては2つのケクレ構造の他、3つのデュワー構造の寄与がある。ベンゼンなど、ヒュッケル則を満たす環状不飽和化合物は特に芳香族性としてその安定性が説明される。
有機電子論で配向性を学習する際、より多くの極限構造を描くことができる化学種が安定であるという説明がなされる。例えば置換ベンゼンのフリーデル・クラフツ反応の位置選択性を説明するために、アシルカチオンがベンゼン環に付加して生じるカルボカチオン反応中間体について描ける極限構造の数を比較し、それが多い反応中間体ほど安定であり生成しやすいという説明がされる。しかし、ある極限構造が描けたとしてもそれがどの程度安定化に寄与しているかは構造ごとのエネルギーに依存するため、単純に極限構造の数だけで安定性を評価することは厳密さを欠く。
化学における共鳴理論(きょうめいりろん)とは、量子力学的共鳴の概念により、共有結合を説明しようとする理論である。