JoVE Logo

Zaloguj się

3.9 : Konformacje cykloalkanów

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.

Tagi

CycloalkanesAngle StrainCyclopropaneCyclobutaneCyclopentaneCyclohexaneNon planar StructureRing StrainTorsional StrainConformations

Z rozdziału 3:

article

Now Playing

3.9 : Konformacje cykloalkanów

Alkanes and Cycloalkanes

11.5K Wyświetleń

article

3.1 : Struktura alkanów

Alkanes and Cycloalkanes

26.9K Wyświetleń

article

3.2 : Konstytucyjne izomery alkanów

Alkanes and Cycloalkanes

17.6K Wyświetleń

article

3.3 : Nazewnictwo alkanów

Alkanes and Cycloalkanes

21.4K Wyświetleń

article

3.4 : Właściwości fizyczne alkanów

Alkanes and Cycloalkanes

10.8K Wyświetleń

article

3.5 : Projekcje Newmana

Alkanes and Cycloalkanes

16.4K Wyświetleń

article

3.6 : Konformacje etanu i propanu

Alkanes and Cycloalkanes

13.7K Wyświetleń

article

3.7 : Konformacje butanu

Alkanes and Cycloalkanes

13.9K Wyświetleń

article

3.8 : Cykloalkany

Alkanes and Cycloalkanes

12.1K Wyświetleń

article

3.10 : Konformacje cykloheksanu

Alkanes and Cycloalkanes

12.1K Wyświetleń

article

3.11 : Budowa krzesła cykloheksanu

Alkanes and Cycloalkanes

14.3K Wyświetleń

article

3.12 : Stabilność podstawionych cykloheksanów

Alkanes and Cycloalkanes

12.4K Wyświetleń

article

3.13 : Dipodstawione cykloheksany: izomeria cis-trans

Alkanes and Cycloalkanes

11.8K Wyświetleń

article

3.14 : Energia spalania: miara stabilności alkanów i cykloalkanów

Alkanes and Cycloalkanes

6.2K Wyświetleń

JoVE Logo

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Badania

Edukacja

O JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone