Adolf von Baeyer próbował wyjaśnić niestabilność małych i dużych pierścieni cykloalkanowych, stosując koncepcję odkształcenia kątowego — odkształcenia spowodowanego odchyleniem kątów wiązań od idealnej wartości tetraedrycznej wynoszącej 109,5° dla zhybrydyzowanych węgli sp3. Jednakże, podczas gdy cyklopropan i cyklobutan są naprężone, zgodnie z oczekiwaniami na podstawie ich silnie skompresowanych kątów wiązań, cyklopentan jest bardziej naprężony niż przewidywano, a cykloheksan jest praktycznie pozbawiony naprężeń. Stąd teoria Baeyera oparta na założeniu, że wszystkie cykloalkany są płaskie, była błędna i w rzeczywistości większość cykloalkanów przyjmuje strukturę niepłaską.
Cyklopropan, trójwęglowy cykliczny alkan, ma największe odkształcenie kątowe, ponieważ jego płaska struktura jest silnie ściśnięta, odbiegając o 49,5° od wartości idealnej. Dodatkowo cyklopropan ma odkształcenie skrętne w wyniku interakcji zaćmienia między sześcioma wiązaniami CH. Zatem cyklopropan ma całkowite odkształcenie pierścienia 116 kJ/mol. W przeciwieństwie do cyklopropanu, który jest płaski, cyklobutan przyjmuje bardziej stabilną, złożoną, niepłaską konformację. Składanie powoduje, że naprężenie kątowe jest nieco zwiększone w porównaniu z hipotetycznym płaskim cyklobutanem, ale naprężenie skrętne spowodowane przez dziesięć zaćmionych wodorów jest znacznie zmniejszone. Cyklobutan ma całkowite napięcie 110 kJ/mol. Cyklopentan przyjmuje również konformację niepłaską znaną jako konformacja otoczki. W porównaniu z hipotetyczną płaską formą cyklopentanu, forma kopertowa ma nieznacznie zmniejszone kąty wiązania, co nieznacznie zwiększa odkształcenie kątowe. Jednakże znacznie łagodzi naprężenia skrętne z dziesięciu zaćmionych wiązań CH. Zatem całkowite odkształcenie cyklopentanu wynosi 27 kJ/mol.
Z rozdziału 3:
Now Playing
Alkanes and Cycloalkanes
11.5K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
26.9K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
17.6K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
21.4K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
10.8K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
16.4K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
13.7K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
13.9K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
12.1K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
12.1K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
14.3K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
12.4K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
11.8K Wyświetleń
Alkanes and Cycloalkanes
6.2K Wyświetleń
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone