Поворотная или конформационная изомерия Органическая химия 11 класс Органическая химия 11 класс И. Жикина
Конформации Различные пространственные формы молекулы, переходящие друг в друга путем вращения вокруг -связей С–С, называют конформациями или поворотными изомерами (конформерами). Энергетически неравноценные состояния молекулы Невозможно выделить в свободном состоянии Тепловое движение Высокая скорость
Некоторые конформации более стабильны, чем другие
Н 3 С–СН 3 Проекции Ньюмена
Четная или заслоненная конформация Нечетная или заторможенная конформация Атомы водорода метильных групп максимально сближены Атомы водорода метильных групп максимально удалены Чем больше расстояние между атомами углерода, тем меньше энергия молекулы и тем устойчивее конформер (больше время существования)
Энергетически наиболее выгодна заторможенная конформация
Н 3 С–СН 2 – СН 3
Наиболее устойчив конформер IV - группы СН 3 максимально удалены друг от друга
Наиболее стабильный конформер
В случае длинных цепных молекул полимеров обратимое изменение конформаций приводит к качественно новому свойству – гибкости макромолекул после снятия деформирующей нагрузки - сворачивание за счет поворотов вокруг -связей Отсутствие внешних воздействий «рыхлый клубок» деформация Линейная форма
Циклоалканы Циклопpопан С 3 Н 6 –плоский трехчленный карбоцикл Неплоское строение
Циклопропан - межъядерные углы 60º уменьшение валентных углов - 49 о 28 Циклобутан - межъядерные углы 90º уменьшение валентных углов 19 о 28 Циклопентан - межъядерные углы 108º уменьшение валентных углов 1 о 28 Циклогексан - межъядерные углы 120º увеличение валентных углов 11 о 28 Циклоалканы - sp 3 –углерод Валентный угол о 28
«Теория напряжения» Байера Чем больше отклонение валентного угла от нормального, тем более напряжены и непрочны циклы. Циклы находятся в колебательном движении, приводящем к уменьшению "заслоненности" атомов водорода у соседних углеродных атомов и снижению напряжения ( приближение к нормальному валентному углу).
Конформации циклогексана кресло ванна
Конформация "кресла" менее напряжена, поэтому циклогексан существует преимущественно в виде конформеров I и III, причем цикл претерпевает непрерывную инверсию с промежуточным образованием конформера II: I I I II