Sistem terkonjugasi terjadi ketika dalam senyawa kimia dengan ikatan tunggal dan ganda yang berselang-seling, elektron-elektron yang membentuk ikatan rangkap terdelokalisasi, yaitu, elektron-elektron tersebut terletak secara seragam di sekitar senyawa.
Elektron yang terdelokalisasi ini sebenarnya tidak membentuk ikatan rangkap antara dua atom tertentu, melainkan milik seluruh kelompok atom, dan memberikan stabilitas dan kekuatan ikatan tunggal yang lebih besar, tanpa menjadi ikatan rangkap.
Pada gambar di atas, struktur kimia benzena digambarkan. Ini adalah cincin yang terdiri dari enam karbon, dengan ikatan rangkap bolak-balik. Sebenarnya, struktur benzena yang sebenarnya adalah yang ditunjukkan pada Gambar 3, karena elektron dari orbital p tidak membentuk ikatan rangkap seperti pada 1 dan 2, tetapi terdelokalisasi di seluruh cincin. Ini adalah contoh dari sistem konjugasi.
Tetapi ini bukan satu-satunya cara untuk mengamati sistem konjugasi, selama orbital p paralel dan bersebelahan ditemukan , elektron yang termasuk dalam orbital ini dapat membentuk sistem konjugasi.
Sistem ini memiliki sifat khusus. Sebagai contoh, beberapa pigmen berutang warna mereka ke rantai terkonjugasi panjang, seperti warna oranye beta karoten, hadir dalam wortel, labu dan sayuran lainnya.
Pada gambar di atas kita melihat struktur kimia beta-karoten, dengan sebelas ikatan rangkap yang berselang-seling, yang membentuk sistem terkonjugasi yang memberikan warna oranye pada senyawa.
Sistem terkonjugasi dengan kurang dari delapan ikatan rangkap umumnya menyerap cahaya di daerah ultraviolet, oleh karena itu tidak berwarna bagi mata manusia. Dengan meningkatkan jumlah ikatan rangkap bolak-balik, elektron mampu menyerap cahaya pada panjang gelombang yang lebih panjang, senyawa berubah menjadi kuning menjadi merah.
Sistem terkonjugasi dalam senyawa siklik memberikan karakteristik khusus untuk senyawa ini, misalnya stabilitas yang lebih besar dari yang diharapkan, seperti yang ditemukan di benzena, fenol, furan, pirol, dan lain-lain.
Pada gambar berikut, kami mengamati konformasi tiga dimensi cyclooctatetraene. Karena ikatan rangkap yang berdekatan tidak berada pada bidang yang sama, mengingat lipatan strukturnya, tidak ada konjugasi yang kuat di antara mereka, karena orbital p tidak sejajar.
Struktur cyclooctatetraene
Dengan contoh ini kita melihat bahwa tidak cukup hanya memiliki ikatan rangkap bolak-balik untuk mendapatkan sistem terkonjugasi, tetapi juga bahwa orbital p harus sejajar dengan baik, yang tidak terjadi pada siklooktatetraena.