کنفورماسیونهای ان بوتان


3-5- کنفروماسیونهای –n بوتان. دافعة واندروالسی

حال مولکول –n بوتان و کنفورماسیون‌های آن را به وطر عمیق‌تری بررسی می‌نمائیم. با توجه به پیوند میانی C-C، می‌بینیم که این مولکول شبیه اتان است ولیکن یک گروه متیل به جای یک هیدروژن در هر کربن قرار گرفته است. مانند اتان، کنفورماسیون‌های نپوشیده دارای انرژی پیچشی پایین‌تری بوده و بنابراین از کنفورماسیون‌های پوشیده پایدارترند. اما به علت گروههای متیل، در اینجا دو نکته جدید باید مورد نظر قرار گیرد| اولاً، چندین کنفورماسیون نپوشیده مختلف وجود دارند، و ثانیاً علاوه بر فشار پیچشی عامل دیگری وجود دارد که پایداری کنفورماسیونی را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

عکس پیدا نشد

کنفورماسیونی به نام کنفورماسیون آنتی، I، وجود دارد که در آن گروههای متیل تا آنجا که ممکن است از یکدیگر فاصله دارند (زاویه دو وجهی ). دو کنفورماسیون گوش II و III وجود دارند که در آنها گروههای متیل فقط به اندازه از یکدیگر فاصله دارند. (کنفورماسیون‌های II و III تصاویر آینه‌ای یکدیگرند و پایداری یکسانی دارند؛ بهرحال آنها متفاوتند. مدلهای آنها را بسازید و خود را متقاعد نمائید که چنین است).

معلوم شده که کنفورماسیون آنتی، پایدارتر (به اندازه 8/0 کیلوکالری بر مول) از گوش است. هر دو آنها آزاد از فشار پیچشی هستند. اما در یک کنفورماسیون گوش، گروههای متیل نسبت به هم فشرده بوده، یعنی از مجموع شعاعهای وان‌دروالسی‌شان به یکدیگر نزدیکترند؛ تحت این شرایط نیروهای وان‌دروالس از نوع دافعه هستند و انرژی کنفورماسیون را افزایش می‌دهند. به عبارت دیگر بین مولکولهای متیل دافعة وان‌دروالسی (یا دافعة فضایی) وجود دارد. و مولکول به علت فشار وان‌دروالسی (فشار فضایی) پایداری کمتری دارد. در مدلهای زیر می‌توان این ازدحام را به وضوح دید.

فشار وان‌دورالسی نه فقط پایداری نسبی انواع کنفورماسیونهای نپوشیده را تحت تاثیر قرار می‌دهد، بلکه ارتفاع سد بین آها را نیز تغییر می‌دهد. هنگامی که دو گروه متیل از مقابل هم عبور می‌کنند – به جای عبور از مقابل هیدروژنها – انرژی به حداکثر می‌رسد، سد چرخشی نیز به بالاترین حد خود رسیده و مقدار آن بین 4/4 تا 1/6 کیلوکالری بر مول تخمین زده می‌شود. با این همه، این مقدار انرژی آن‌قدر پایین است که حداقل در دمای معمولی، انرژی برخوردهای مولکولی موجب چرخش سریع می‌شود؛ مولکول لحظهای در کنفورماسیون گوش و در لحظه بعدی در کنفورماسیون آنتی قرار می‌گیرد.

ما به روابطی از این قبیل که بین کنفورماسیون‌های –n بوتان وجود دارد باز خواهیم گشت.

عکس پیدا نشد

عکس پیدا نشد


تعداد بازدید ها: 9839