构象和环烷
环烷-环丙烷环应变和环丁烷
最后更新:2022年12月13日|
在环丙烷环应变和环丁烷
在最后发表我们看到,环丙烷和环丁烷有异常高的“环应变”27日分别千卡每摩尔和26个千卡每摩尔。我们决定通过比较从不同大小的戒指的燃烧热,并看到ΔH燃烧每CH2基本上是常数随着环大小12以上。
基于这些calcuations,我们看到环丙烷和环丁烷多比我们更加不稳定可能会天真地期待一个“不牵强附会的戒指的尺寸。此外,环丙烷的碳碳键的强度是相当弱(65千卡每摩尔)比我们观察一个典型的碳碳键(80 - 85千卡每摩尔)。
因此,必须有一些环丙烷结构特征和环丁烷导致这些额外的压力。
那是什么呢?让我们看一看。
表的内容
1。角应变环丙烷和环丁烷
首先要注意环丙烷和环丁烷理想的键角。理想的四面体碳键角是109度(看到帖子:我们怎么知道甲烷是四面体吗)
然而,限制一个三角形和一个正方形,环丙烷的内角(60°)和环丁烷(90°)显著低于理想的角度。
这意味着每个原子周围的电子云会比理想更近,因为同种电荷相互排斥,这将是积极的少有利的比直链烷烃。
这个约束造成的额外的不稳定角应变或者冯拜尔应变。
【注——尽管环丙烷的原子形成一个三角形,每个原子之间的电子云不一定遵循它的“线”。键在环丙烷的性质是一个深的话题——迈克埃文斯一起视频在这里)
2。扭转应变在环丙烷
从先前的章节在构象,你可能记得的概念(又名“扭转应变扭应变)(见文章:伊桑的交叉与重叠构象e)。
尽管这两个词经常在学生产生混乱,概念很简单:通过简单的旋转产生的应变。
你有没有和一个上发条的螺旋桨飞一个玩具飞机吗?当你扭螺旋桨,你会逐渐遇到越来越多的松紧带的阻力。
当完成发条,你真的可以感觉到螺旋桨挖掘你的手指!这种情况下有松紧带很多扭转应变。释放的螺旋桨导致松开松紧带,推动飞机的驱动力。
这是同样的分子。
在乙烷,例如,关于碳碳单键的旋转导致两个主要构象:“超越”构象,两个CH3组直接与对方沿着碳碳轴,和更有利的“交错”构象抵消60度的地方。
这两种形式之间的能量差异大约3千卡每摩尔(实际上是2.8千卡每摩尔)。
因此乙烷在重叠构象感觉扭应变(旋转驱动力)约3千卡每摩尔。
在环丙烷,adjcent CH2集团也黯然失色。与乙烷,这压力不能通过旋转松了一口气(环太死板)。
换句话说,CH2组是锁着的重叠构象,从而扭转应变——就像一个螺旋桨,已经结束但举行到位。就像生气的螺旋桨,普遍认为环丙烷作为“弹簧”,稍后我们将会看到一些例子的反应释放环应变是一个重要的推动力!
3所示。环丁烷扭转应变:一些皱纹是可能的
环丁烷呢?如果环丁烷是完全平坦的,我们希望重叠之间的相互作用四个CH2组。
在现实中,环丁烷一点回旋的余地。结果是,有三个碳原子在一个平面与第四出现像“拍打”略的飞机。
任何一个四个碳原子的“拍打”——在解决方案,之间有互变现象不同的矫形器,和平均,每个碳花等量的时间“拍打”。环丁烷环可以“皱纹”这样会导致小减少扭转应变。
4所示。摘要:在环丙烷环应变和环丁烷
环丙烷和环丁烷大环应变的混合物角应变和扭转应变。
是在寻找未来的反应“环应变救济”作为驱动力。
在下一篇文章我们将讨论5和6元环。
这是给你一个难题:五角大楼的内角和是108°而六边形的120°。
仅基于这个,你可能会认为比环己烷环戊烷不那么紧张,自从角接近理想的四面体碳角。
事实上,完全相反的是这样。为什么?答案在接下来的帖子。
在下一篇文章:环的环戊烷和环己烷
笔记
(高级)引用和进一步阅读
因为环丙烷和环丁烷是小,刚性分子,他们拥有由于其固有的高反应活性应变,因为参与成键轨道被迫偏离理想sp3四面角109.5°。
- Ueber Polyacetylenverbindungen
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作者使用傅立叶变换红外光谱显示环丁烷如何“皱纹”来缓解环应变。
错误警报:应该是65千卡每摩尔(不是卡尔/摩尔)环丙烷碳碳键的强度。
我也喜欢这个站点登记你的解释是如此清晰和有条理。
你好,玛丽亚,固定的,谢谢你的错误警报!很高兴你找到有用的
环己烷。环丙烷碳正离子将相当不稳定。
环丁烷如何平衡角应变和扭转应变
答案是至少部分,“沃尔什轨道”。碳原子之间的键是“弯曲”有点外,电子密度之间的直线,我们画个碳。
为什么键角偏离正常在三轮车丙烷四面角吗
你熟悉三角形,对吧?
你没有留下一个链接到下一篇文章,你只留下了我们所有人一个扣人心弦的詹姆斯
环丙烷由于庞大的结构,不是平面六角形状!事实上,它转变成“椅子”的形状,这使得它更加不稳定,因此具有较高的应变。希望这有助于:)
小在我最后的声明中修正,椅式构象非常稳定~ 0焦每摩尔的压力。
固定的,谢谢你杰克。
为什么差别这么小? ?更让人不安,如果你把总能量/碳的数量,你得到一个环丙烷碳更稳定…? ? ?