JoVE Logo

Sign In

3.9 : קונפורמציות של ציקלואלקאנים

אדולף פון באייר ניסה להסביר את חוסר היציבות של טבעות ציקלו-אלקאן קטנות וגדולות באמצעות המושג של עיבור זוויתי - המתח הנגרם על ידי סטייה של זוויות הקשר מהערך הטטרהדרלי האידיאלי של 109.5° עבור פחמנים של sp 3 מוכלאים. עם זאת, בעוד שציקלופרופאן וציקלובוטאן מתוחים, כצפוי מזוויות הקשר הדחוסות שלהם, ציקלופנטאן מתוח יותר מהצפוי, וציקלוהקסאן כמעט ללא מתחים. לפיכך, התיאוריה של באייר שהתבססה על ההנחה שכל הציקלו-אלקאנים שטוחים הייתה שגויה, ולמעשה, רוב הציקלו-אלקאנים מאמצים מבנה לא מישורי.

לציקלופרופאן, האלקאן הטבעתי בעל שלושת הפחמנים, יש את העיבור הזוויתי הגבוה ביותר מכיוון שהמבנה המישורי שלו דחוס מאוד, וסוטה ב-49.5 מעלות מהערך האידיאלי. בנוסף, לציקלופרופאן יש מתח פיתול עקב אינטראקציית הסכיכות בין שישה קשרים C-H. לפיכך, לציקלופרופאן יש מתח טבעת כולל של 116kJ/mol. שלא כמו ציקלופרופאן, שהוא מישורי, ציקלובוטאן תופס מבנה יציב יותר, מקופל שאינו מישורי. הקיפול גורם לעיבור הזוויתי להיות מוגבה מעט בהשוואה לציקלובוטאן המישורי ההיפותטי, אך מתח הפיתול מעשרת המימנים המסוככים מוקל מאוד. לציקלובוטאן יש מתח כולל של 110kJ/mol. ציקלופנטאן גם מאמץ קונפורמציה לא מישורית המכונה קונפורמציית מעטפה. בהשוואה לצורה המישורית ההיפותטית של ציקלופנטאן, לצורת המעטפה יש זוויות קשר מופחתות מעט, מה שמגדיל באופן שולי את העיבור הזוויתי. עם זאת, זה מפחית באופן משמעותי את המתח הפיתול מעשרה קשרי C-H מסוככים. לפיכך, המתח הכולל בציקלופנטאן הוא 27kJ/mol.

Tags

CycloalkanesAngle StrainCyclopropaneCyclobutaneCyclopentaneCyclohexaneNon planar StructureRing StrainTorsional StrainConformations

From Chapter 3:

article

Now Playing

3.9 : קונפורמציות של ציקלואלקאנים

Alkanes and Cycloalkanes

11.6K Views

article

3.1 : מבנה האלקאנים

Alkanes and Cycloalkanes

27.0K Views

article

3.2 : איזומרים חוקתיים של אלקנים

Alkanes and Cycloalkanes

17.6K Views

article

3.3 : המינוח של אלקאנס

Alkanes and Cycloalkanes

21.5K Views

article

3.4 : תכונות פיזיות של אלקאנס

Alkanes and Cycloalkanes

10.8K Views

article

3.5 : תחזיות ניומן

Alkanes and Cycloalkanes

16.4K Views

article

3.6 : קונפורמציות של אתאן ופרופאן

Alkanes and Cycloalkanes

13.7K Views

article

3.7 : קונפורמציות של בוטאן

Alkanes and Cycloalkanes

13.9K Views

article

3.8 : ציקלואלקנים

Alkanes and Cycloalkanes

12.1K Views

article

3.10 : קונפורמציות של Cyclohexane

Alkanes and Cycloalkanes

12.2K Views

article

3.11 : קונפורמציה של כיסא Cyclohexane

Alkanes and Cycloalkanes

14.4K Views

article

3.12 : יציבות של ציקלוהקסנים מוחלפים

Alkanes and Cycloalkanes

12.4K Views

article

3.13 : ציקלוהקסאנים מוחלפים: איזומריזם cis-trans

Alkanes and Cycloalkanes

11.8K Views

article

3.14 : אנרגיית בעירה: מדד ליציבות באלקאנים וציקלואלקאנים

Alkanes and Cycloalkanes

6.2K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved