Peamine erinevus – astmeline vs varjatud kehaehitus
Kahte terminit, astmeline ja varjutatud konformatsioon (Newmanni projektsiooni kaks peamist haru) kasutatakse orgaanilises keemias aatomite paigutuse selgitamiseks mõnes orgaanilises molekulis. Stabiilsuse mõttes on astmeline konformatsioon stabiilsem kui varjutatud moodustis. Ajastatud kinnituse moodustumine on soodsam, kuna selle konformatsioonienergia on minimaalne. See on peamine erinevus astmelise ja varjutatud konformatsiooni vahel.
Mis on astmeline kehaehitus?
Astmeline konformatsioon on etaanitaolise molekuli keemiline konformatsioon (CH3-CH3=abcX–Ydef), milles asendajad a, b ja c on kinnitunud maksimaalsel kaugusel punktidest d, e ja f. Sel juhul on väändenurk 60° ja konformatsioonienergia minimaalne. Selle kinnituse põhinõue on avatud ahelaga üksik keemiline side, et ühendada kaks sp3hübridiseeritud aatomit. Mõnel molekulil, näiteks n-butaanil, võivad olla astmeliste kinnituste eriversioonid: gauche ja anti.
Mis on varjutatud kehaehitus?
Varjatud konformatsioon võib eksisteerida mis tahes avatud ahelas, kui üksikside ühendab kahte sp3hübridiseeritud aatomit. Sel juhul on kaks asendajat (ütleme -X ja -Y) külgnevatel aatomitel (näiteks A ja B) kõige lähemal. Teisisõnu, väändenurk X–A–B–Y on molekulis 0°. Sellel kinnitusel on steeriliste takistuste tõttu maksimaalne konformatsiooniline energia.
Mis vahe on astmelisel ja varjutatud kehakujul?
Struktuur:
Ajavahemiku kinnitamine: Ajavahemiku kinnitust saab kõige paremini mõista etaanimolekuli abil. Kui vaatame kõrv alt, võib selle astmelist kinnitust illustreerida järgmiselt.
Varjatud konformatsioon: etaanimolekuli võib võtta kui üht lihtsaimat näidet varjutatud konformatsiooni mõistmiseks. Kui vaatame kõrv alt, on etaanimolekuli varjutatud konformatsioon näha järgmiselt.
Stabiilsus:
Ajavahemiku kinnitamine: Ajavahemikku kinnitamist võib pidada kõige soodsamaks konformatsiooniks, kuna see on vähendanud molekuli tüve. Kuna kinnitused molekulis on ühtlasem alt paigutatud ja see vähendab tõrjumist eesmise süsiniku kinnituste ja tagumise süsiniku kinnituste vahel. Lisaks stabiliseerib astmeline konformatsioon hüperkonjugatsiooniga.
Varjatud konformatsioon: Varjatud konformatsioon on vähem soodne, kuna sellel võib olla rohkem vastastikmõjusid eesmiste ja tagumiste asendajate vahel; see tekitab suuremat pinget. Nurgad eesmise ja tagumise asendaja vahel võivad olla mis tahes.
Potentsiaalne energia:
Potentsiaalse energia varieerumise graafik kahetahulise nurga funktsioonina (kahe vesiniku vaheline kahetahuline nurk erinevatel süsinikul) näitab energia erinevust astmelise kinnituse ja varjutatud kinnituse vahel.
Ajavahemiku kinnitus:
Ül altoodud graafik näitab, et astmelisel konformatsioonil on minimaalne potentsiaalne energia. See tähendab, et see on kõige stabiilsem vorm ja see võib olla teiste kinnituste suhtes kõige soodsam vorm.
Varjatud kehaehitus:
Vastav alt ül altoodud graafikule on varjutatud kinnitusel maksimaalne potentsiaalne energia. See tähendab, et varjutatud konformatsioon on üleminekuolek ja see ei saa kunagi sellisel kujul eksisteerida.
Definitsioonid:
Kontuurid:
Konformatsioonid on erinevad positsioonid, mida molekul võib võtta, säilitades samal ajal aatomeid ja sidemeid molekulis. Sel juhul on ainsaks variatsiooniks nurgad, milles molekuli teatud osad on painutatud või väänatud.
Väändenurk (kahekujuline nurk):
See viitab tasanditevahelisele nurgale kahe kolme aatomi komplekti kaudu, millel on kaks ühist aatomit. Teisisõnu, see on nurk kahe ristuva tasandi vahel.
