Konjugatdefinition in der Chemie

In der Chemie gibt es drei mögliche Definitionen des Begriffs "Konjugat".

Drei Arten von Konjugaten

(1) Ein Konjugat bezieht sich auf eine Verbindung, die durch Verbinden von zwei oder mehr chemischen Verbindungen gebildet wird.

(2) In der Bronsted-Lowry-Theorie der Säuren und Basen bezieht sich der Begriff Konjugat auf eine Säure und eine Base, die sich durch ein Proton voneinander unterscheiden. Wenn eine Säure und eine Base reagieren, bildet die Säure ihre konjugierte Base, während die Base die konjugierte Säure bildet:

Säure + Base ⇆ Konjugatbase + Konjugatsäure

Für eine saure HA lautet die Gleichung:

HA + B ⇆ A^- + HB⁺

Der Reaktionspfeil zeigt sowohl nach links als auch nach rechts, da die Reaktion im Gleichgewicht sowohl in Vorwärtsrichtung stattfindet, um Produkte zu bilden, als auch in Rückwärtsrichtung, um Produkte wieder in Reaktanten umzuwandeln. Die Säure verliert ein Proton und wird zu ihrer konjugierten Base A^- als Base akzeptiert B ein Proton, um seine konjugierte Säure HB zu werden⁺.

(3) Konjugation ist die Überlappung von p-Orbitalen über eine σ-Bindung (Sigma-Bindung). In Übergangsmetallen können sich d-Orbitale überlappen. Die Orbitale haben delokalisierte Elektronen, wenn sich Einzel- und Mehrfachbindungen in einem Molekül abwechseln. Bindungen wechseln sich in einer Kette ab, solange für jedes Atom ein p-Orbital verfügbar ist. Konjugation neigt dazu, die Energie des Moleküls zu senken und seine Stabilität zu erhöhen. 

Konjugation ist bei leitenden Polymeren, Kohlenstoffnanoröhrchen, Graphen und Graphit üblich. Es kommt in vielen organischen Molekülen vor. Konjugierte Systeme können unter anderem Chromophore bilden. Chromophore sind Moleküle, die bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbieren und zu einer Färbung führen können. Chromophore finden sich in Farbstoffen, den Photorezeptoren des Auges, und leuchten in den dunklen Pigmenten.