حاول أدولف فون باير شرح حالات عدم الاستقرار في حلقات الألكان الحلقي الصغيرة والكبيرة باستخدام مفهوم إجهاد الزاوية - وهو الإجهاد الناتج عن انحراف زوايا الرابطة عن القيمة المثالية لرباعي الأوجه البالغة 109.5 درجة لكربونات sp3 المهجنة. ومع ذلك، في حين السيكلوبروبان والسيكلوبنتان مجهدان، كما هو متوقع من زوايا الرابطة المضغوطة للغاية، فإن السيكلوبنتان أكثر إجهادًا مما كان متوقعًا، والسيكلوهكسان خالي من الإجهاد تقريبًا. ومن ثم، فإن نظرية باير التي استندت إلى افتراض أن جميع الألكانات الحلقية مسطحة كانت خاطئة، وفي الواقع، تتبنى معظم الألكانات الحلقية بنية غير مستوية.
يتمتع البروبان الحلقي، وهو ألكان حلقي ثلاثي الكربون، بأعلى إجهاد زاوية نظرًا لأن بنيته المستوية مضغوطة للغاية، وينحرف بمقدار 49.5 درجة عن القيمة المثالية. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي السيكلوبروبان على إجهاد الالتوائي بسبب التفاعل التراكبي بين ستة روابط C-H. ومن ثم، فإن السيكلوبروبان لديه إجهاد حلقي إجمالي قدره 116 كيلوجول/مول. على عكس البروبان الحلقي، الذي هو مستو، يأخذ السيكلوبيوتان شكلًا غير مستوٍ أكثر استقرارًا ومطويًا. يؤدي الطي إلى ارتفاع إجهاد الزاوية قليلًا مقارنةً بالبيوتان الحلقي المستوي الافتراضي، لكن الإجهاد الالتوائي الناتج عن ذرات الهيدروجين العشرة المتراكبة يخفف إلى حد كبير. يمتلك السيكلوبيوتان إجهادًا إجماليًا قدره 110 كيلوجول/مول. يتبنى السيكلوبنتان أيضًا شكلاً غير مستوٍ يُعرف باسم التشكل المغلف. بالمقارنة مع الشكل المستوي الافتراضي للسيكلوبنتان، فإن شكل الغلاف له زوايا ربط منخفضة قليلاً، مما يزيد بشكل طفيف من إجهاد الزاوية. ومع ذلك، فإنه يخفف بشكل كبير من الضغط الالتوائي الناتج عن عشرة روابط C-H. ومن ثم، فإن الإجهاد الإجمالي في السيكلوبنتان هو 27 كيلوجول/مول.
From Chapter 3:
Now Playing
Alkanes and Cycloalkanes
11.6K Views
Alkanes and Cycloalkanes
27.0K Views
Alkanes and Cycloalkanes
17.6K Views
Alkanes and Cycloalkanes
21.5K Views
Alkanes and Cycloalkanes
10.8K Views
Alkanes and Cycloalkanes
16.5K Views
Alkanes and Cycloalkanes
13.7K Views
Alkanes and Cycloalkanes
13.9K Views
Alkanes and Cycloalkanes
12.2K Views
Alkanes and Cycloalkanes
12.2K Views
Alkanes and Cycloalkanes
14.4K Views
Alkanes and Cycloalkanes
12.4K Views
Alkanes and Cycloalkanes
11.8K Views
Alkanes and Cycloalkanes
6.2K Views
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved