立体配座の安定性

シグマ分子軌道では、電子の分布は、炭素-炭素 (C-C) 結合の核間軸の周りでバランスが取れています。したがって、C-C 単結合の周りを自由に回転できます。この回転により、空間内の炭素原子の 3 次元配置が観察され、これらの原子は互いに変化する可能性があります。

水素原子と炭素原子は、C-C 結合の周りを回転するプロセスによって互いに容易に変換され、配座、配座異性体、または回転異性体として知られています。ただし、反発相互作用のため、これらの回転は、C-H 結合の雲の電子間で自由ではありません。このタイプのより反発的な相互作用は、ねじり歪みとして知られています。

配座異性

コンフォメーションの基本を理解しましょうエタンの例で。

配座異性は立体異性の一種であり、異性体の相互変換が回転のプロセスによって起こる可能性があります単結合。この過程で、単結合型の回転の場合のみ、回転エネルギーが障壁として働きます。あるタイプの配座異性体を別の配座異性体に相互変換するには、これを克服する必要があります。配座異性が起こるためには、エネルギーの障壁が小さくなければなりません。配座異性体には、エタンやブタンなどのさまざまなタイプがあります。

これらの配座異性体は、大きく 2 つの主なケースに分類できます。

Eclipsed Conformation:これ水素原子が互いにできるだけ近くにある炭素に結合するように配置されている立体配座の一種です。

互い違いのコンフォメーション:In互い違いのコンフォメーションでは、水素原子が炭素に結合し、互いにできるだけ離れて配置されます。このタイプのコンフォメーションは、重なり合ったコンフォメーションと比較してより安定しています。これは、エネルギーの中間の雲、つまり C-H 結合の多くの分離により、反発力とエネルギーが少ないためです。

コンフォーマーの安定性に影響する要因

配座異性体の安定性に影響を与える要因のいくつかは次のとおりです:

Angle Strain:このタイプの歪みは、一般的に環状構造を表しますが、環状構造には存在しません.通常のタイプの角度からのずれは、角度の歪みと一緒になります。

Van der Waals Strain:遠く離れた非結合原子のグループ。お互いに近づくと反発があります。これはファン デル ワールスひずみとして知られています。

ねじりひずみと立体ひずみ

ニューマン図法では、アンチ、ゴーシュ、その他のエネルギーを研究します。立体構造。ゴーシュ基とエクリプス基は、立体ひずみまたはねじれひずみのコンフォメーションを不安定にします。立体障害は広い概念であり、原子のグループが互いに非常に接近しているときに得られ、電子雲の反発によりエネルギーが急激に増加します.

ねじり歪みは、主に食グループから生じます。近くの炭素の食グループからのエネルギー量の増加は、食グループのねじれ上昇として知られています。

両方の株の存在、ねじれと立体、2 つの大きなグループの食を伴う結果:

2 つのゴーシュ グループの相互作用は常に立体障害にあります。ゴーシュ立体配座は、互いに近いより大きなグループに関連する立体歪みによる反立体配座と比較して、高エネルギーのために常に安定性が低くなります。 (60o vs 180o)

結論

シグマ分子軌道では、電子の分布は C-C 結合の核間軸の周りでバランスが取れています.したがって、C-C 単結合の周りを自由に回転できます。この回転により、空間内の炭素原子の 3 次元配置が観察され、これらの原子は互いに変化する可能性があります。

配座異性は一種の立体異性であり、単結合内での回転によって異性体の相互変換が起こります。この過程で、単結合型の回転の場合のみ、回転エネルギーが障壁として働きます。配座異性体の安定性に影響を与える要因には、ファン デル ワールスひずみ、立体ひずみ、ねじれひずみ、角ひずみなどがあります。

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