Galvenā atšķirība - pakāpeniska un aptumšota uzbūve
Abus terminus, pakāpeniska un aptumšota konformācija (divi galvenie Ņūmena projekciju atzari) izmanto organiskajā ķīmijā, lai izskaidrotu atomu izvietojumu dažās organiskajās molekulās. Stabilitātes ziņā pakāpeniska uzbūve ir stabilāka nekā aptumšota veidošanās. Pakāpeniska apstiprinājuma veidošanās ir labvēlīgāka, jo tā konformācijas enerģija ir minimāla. Šī ir galvenā atšķirība starp pakāpenisku un aptumšotu uzbūvi.
Kas ir pakāpeniska uzbūve?
Pakāpeniska konformācija ir etānam līdzīgas molekulas ķīmiska konformācija (CH3-CH3=abcX–Ydef), kurā aizvietotāji a, b un c ir piesaistīti maksimālajā attālumā no d, e un f. Šajā gadījumā vērpes leņķis ir 60° un konformācijas enerģija ir minimāla. Galvenā prasība šim apstiprinājumam ir atvērtas ķēdes viena ķīmiskā saite, lai savienotu divus sp3hibridizētus atomus. Dažām molekulām, piemēram, n-butānam, var būt īpašas pakāpenisku apstiprinājumu versijas: gauche un anti.
Kas ir aptumšotā uzbūve?
Aptumšota konformācija var pastāvēt jebkurā atvērtā ķēdē, kad viena saite savieno divus sp3hibridizētus atomus. Šajā gadījumā abi aizvietotāji (teiksim -X un -Y) blakus esošajos atomos (piemēram, A un B) atrodas vistuvāk. Citiem vārdiem sakot, vērpes leņķis X-A-B-Y molekulā ir 0°. Šim apstiprinājumam piemīt maksimālā konformācijas enerģija sterisku šķēršļu dēļ.
Kāda ir atšķirība starp pakāpenisku un aptumšotu uzbūvi?
Struktūra:
Pakāpenisks apstiprinājums: pakāpenisku apstiprinājumu vislabāk var saprast, izmantojot etāna molekulu. Skatoties no malas, tā pakāpenisko apstiprinājumu var ilustrēt šādi.
Aptumšotā konformācija: Etāna molekulu var uzskatīt par vienu no vienkāršākajiem piemēriem, lai izprastu aptumšoto konformāciju. Ja paskatāmies no malas, etāna molekulas aptumšotā konformācija ir redzama šādi.
Stabilitāte:
Pakāpenisks apstiprinājums: pakāpenisku apstiprinājumu var uzskatīt par vislabvēlīgāko uzbūvi, jo tas ir samazinājis celmu molekulā. Tā kā savienojumi molekulā ir izvietoti vienmērīgāk, un tas samazina atgrūšanos starp priekšējiem oglekļa stiprinājumiem un aizmugurējiem oglekļa stiprinājumiem. Turklāt pakāpenisko konformāciju stabilizē hiperkonjugācija.
Aptumšotā uzbūve: aptumšotā uzbūve ir mazāk labvēlīga, jo tai var būt vairāk mijiedarbības starp priekšējiem un aizmugurējiem aizvietotājiem; tas rada lielāku slodzi. Leņķi starp priekšējiem un aizmugurējiem aizvietotājiem var būt jebkuri.
Potenciālā enerģija:
Potenciālās enerģijas variācijas grafiks kā divskaldņa leņķa funkcija (dihedrālais leņķis starp diviem ūdeņraža atomiem uz dažādiem oglekļiem) parāda enerģijas atšķirību starp pakāpenisku apstiprinājumu un aptumšoto apstiprinājumu.
Pakāpenisks apstiprinājums:
Iepriekš redzamais grafiks parāda, ka pakāpeniskajai konformācijai ir minimālā potenciālā enerģija. Tas nozīmē, ka šī ir visstabilākā forma un tā var būt vislabvēlīgākā forma salīdzinājumā ar citiem apstiprinājumiem.
Aptumšotā uzbūve:
Saskaņā ar iepriekš minēto grafiku, aptumšotam apstiprinājumam ir maksimālā potenciālā enerģija. Tas nozīmē, ka aptumšotā konformācija ir pārejas stāvoklis, un tā nekad nevar pastāvēt šādā formā.
Definīcijas:
Izveidojumi:
Konformācijas ir dažādas pozīcijas, ko molekula var ieņemt, vienlaikus saglabājot molekulas atomus un saites. Šajā gadījumā vienīgā variācija ir leņķi, kuros noteiktas molekulas daļas ir saliektas vai savītas.
Vērpes leņķis (dihedrāls leņķis):
Tas attiecas uz leņķi starp plaknēm caur divām trīs atomu kopām, kurām ir divi kopīgi atomi. Citiem vārdiem sakot, tas ir leņķis starp divām krustojošām plaknēm.
