(1, scheikunde) is de gebruikelijke term wanneer de juiste electronenverdeling van een molecule door meer dan één electronenconfiguratie, ieder overeenkomende met gebruikelijke formules, wordt weergegeven. Zo komen voor benzeen twee configuraties, de beide Kekulé*-configuraties K1 en K2 in aanmerking.
De ladingsverdeling is nu als het ware een superpositie van beide. Het begrip van de resonantie behoort tot de golfmechanische theorie van de atoombinding (z chemische binding). De golffunctie ψ (golfamplitude, z golfmechanica), waarvan het quadraat de ladingsverdeling weergeeft van het benzeen, wordt bij benadering voorgesteld door: ψ = C1ψK1 + C2ψK2. Hier zijn ψK1 en ψK2 de golffuncties, die de Kekulé-configuraties representeren.De eigenschappen van benzeen zijn intermediair tussen die van de afzonderlijke configuraties. Zo zijn de C-C-afstanden in benzeen alle gelijk en wel 1.37 A, terwijl voor C-C 1.54 A en voor C -C 1.34 A verwacht mag worden. Dit verklaart ook waarom er slechts één ortho-xylol is. Wibaut* heeft aangetoond, dat ozon in ortho-xylol gelijkelijk met alle zes de C-C-bindingen reageert. De energie evenwel van het resonerende molecule is lager dan die van één van de afzonderlijke configuraties (resonantie-energie). De resonantie verklaart dan ook, dat benzeen zo veel stabieler is (40 kcal) dan voor de Kekulé-configuratie verwacht kon worden.
Evenzo verklaart de resonantie de eigenschappen van de gesubstitueerde benzeenderivaten en van andere aromatische verbindingen. Resonantie verklaart dikwijls de eigenschappen van organische moleculen met meervoudige bindingen (o.a. het effect der conjugatie) of (en) met atomen met vrije electronenparen, zoals i.h.b. stikstof. De kleur van organische moleculen hangt ook nauw samen met de mogelijkheid van resonantie (z kleur). In het algemeen kan gezegd worden, dat met toenemend aantal mogelijkheden de absorptieband naar langere golflengten verschuift (bathochroom effect). Zulks vindt plaats o.a. bij de invoering van -NH2- of -N(CH3)2-groepen. Dit komt doordat het aantal mogelijke energieniveau’s en daarmede hun onderlinge afstand afnemen als gevolg van deze vergroting van het aantal configuraties waartussen resonantie mogelijk is.
Men mag zich bij de golfmechanische resonantie niet voorstellen, dat de ladingsverdeling oscilleert; deze is stationnair en wordt slechts als een superpositie beschreven. De naam resonantie berust op een (partiële) analogie met de mechanische resonantie, bijv. tussen gekoppelde slingers c.d.; een andere naam is mesomerie (tussen-delen). Het zijn Hückel en vooral Pauling* geweest, die op zo vruchtbare wijze het begrip resonantie in de scheikunde hebben geïntroduceerd.
PROF. DR J. A. A. KETELAAR
Lit.: L. Pauling, The Nature of the Chemical Bond (1944); J. A. A. Ketelaar, De Chemische Binding (2de dr., 1952); C. A. Goulson, Endeavour 6, 42 (1947).
(2, geluidsleer) is een woord afkomstig uit het gebied van de mechanische trillingen" en het geluid, doch is sinds lang in gebruik in alle delen der natuurkunde. Voor resonantie in de muziek z muziek, geluidsleer.
Voorbeelden:
1. het ophangpunt van een slinger worde regelmatig heen en weer bewogen. De slinger gaat slechts dan heftig slingeren (resoneren) als de regelmaat der beweging „dezelfde” is als die van de slinger zelf, mathematisch: als de periode van de beweging (vrijwel) gelijk is aan de eigen periode van de slinger (mechanische resonantie);
2. een stilstaande handwagen kan door gebruik te maken van resonantie uit een moeilijke put in het wegdek worden gehaald;
3. sommige snaren van een piano, waarvan we het pedaal ingedrukt houden, zullen resoneren op een in de piano gezongen toon: ze trillen hoorbaar na na het stoppen van het zingen (acoustische resonantie);
4. een kleine „harde” ruimte (badkamer) kan soms bij bepaalde gezongen tonen krachtig „meezingen”: de lucht resoneert mee met onze stem;
5. Helmholtz gebruikte resonatoren (klankbollen) om met groter gemak de aanwezigheid van bepaalde geluidstrillingen te kunnen aantonen;
6. in blaasinstrumenten gebruikt men resonerende luchtkolommen bij de toonvorming;
7. ook vloeistofhoeveelheden kunnen trillen, dus onder omstandigheden resoneren, bijv. op de regelmaat van eb en vloed of op de cadans van het lopen (onhandig serveren van kopjes thee);
8. mechanische resonantie van machineonderdelen kan tot breuk aanleiding geven (vermijden van zgn. critische toerentallen);
9. ruiten of deuren kunnen soms heftig resoneren op onvoelbaar zwakke bodemtrillingen;
10. electromagnetische resonantie maakt het ons bijv. mogelijk „af te stemmen” op een bepaalde radiozender (op de zgn. draaggolf daarvan), hoewel onze antenne alle stations tegelijk opvangt. Ons ontvangtoestel bevat een regelbare resonator;
11. delen van moleculen kunnen t.o.v. elkaar trillen, en bijv. door geschikte lichtgolven in resonantie worden gebracht, zodat ze zelf die straling kunnen uitzenden en de invallende lichtbundel verzwakt wordt. Hetzelfde geldt voor de electronen in een atoom. Hier kan men beter het verschijnsel zo formuleren: Er is resonantie, indien de invallende lichtquanten juist genoeg energie hebben om een atoom in aangeslagen toestand te brengen. Bij het terugvallen in de grondtoestand wordt de opgenomen energie weer als licht van dezelfde frequentie uitgestraald.
PROF. DR IR C. W. KOSTEN
