ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пространственное строение из "Органическая химия Том1" Межатомные расстояния и валентные углы в молекулах н-алканов равны стандартным значениям. Например, молекула метана представляет собой правильный тетраэдр. [c.141] Пространственная структура гомологов метана определяется возможностью свободного вращения фрагментов их молекул, соединенных простыми связями, вокруг этих связей. При таком вращении молекула приобретает определенную геометрию (конформацию). Конформации одного соединения различаются степенью поворота фрагментов молекулы относительно одной или нескольких а-связей. Например, при повороте метильных групп относительно С-С-связи молекула этана может принимать бесконечное число конформаций. Эти конформации различаются по устойчивости. Устойчивые конформации называют конфдрмерами. Конформеры являются конформационными изомерами. В отличие от структурных изомеров они имеют одинаковые структурные формулы, но различаются степенью поворота фрагментов молекулы относительно одной или нескольких а-связей. [c.141] Ниже на примере этана даны два способа изображения конформаций алканов. [c.141] Две конформации этана, показанные выше, больше других различаются между собой по энергии эти конформации получили названия заслоненная и заторможенная . [c.142] Заслоненной конформацией называют конформацию, в которой группы у соседних атомов находятся одна за другой (см., например, в проекции Ньюмена) двугранный угол между заместителями, находящимися у соседних атомов углерода, в этой конформации равен 0°. [c.142] Заторможенной конформацией называют конформацию с двугранным углом между заместителями у соседних атомов углерода, равным 60°. [c.142] Барьер вращения фрагментов молекулы определяется энергией, требуемой для превращения одной конформации в другую. Например, барьер вращения при переходе заторможенной конформации этана (наиболее устойчивая конформация - конформер) в заслоненную конформацию (наименее устойчивую) равен разности свободных энергий и составляет 12,6 кДж/моль (3 ккал/моль). Энергия заслоненного взаимодействия каждой пары соседних С-Н-связей может быть оценена, таким образом, в 1 ккал/моль. [c.142] Больший запас энергии в заслоненной конформации этана обусловлен отталкиванием С-Н-связей у соседних атомов углерода - связей, двугранный угол между которыми равен 0°. [c.142] Те же эффекты определяют энергии барьеров вращения в средних и высших алканах. [c.142] Большее число конформационных переходов, чем в этане, претерпевает молекула н-бутана. Ниже показаны шесть ее конформаций (А-Е). [c.142] Конформации А, В и Д являются заслоненными конформациями и поэтому более богаты энергией по сравнению с конформациями Б, Г и Е. При этом А рассматривают как заслоненную конформацию (/). В и Д - эквивалентны друг другу и рассматриваются как заслоненные конформации (2). [c.143] Конформации Б и Е являются заторможенными и называются гош-конформациями в этих конформациях метильные группы являются соседними. [c.143] Конформация Г также является заторможенной и называется анти-конформацией, в этой конформации метильные группы максимально удалены одна от другой это наиболее устойчивая конформация н-бутана (конформер). [c.143] В том же ряду возрастает их относительная энергия. [c.144] Наличие разных барьеров вращения в молекуле н-бутана определяется различиями пространственных взаимодействий атомов водорода и метильных групп в различных конформациях. Например, в наименее устойчивой заслоненной конформации (1) имеются одно СН3-СН и два Н—Н-взаимо-действия, а в заслоненных конформациях (2) имеются два Н-СН3 взаимодействия и одно Н-Н-взаимодействие. [c.144] Вернуться к основной статье