|
Sunt posibile dou? forme izomere, f?r? tensiune, ale inelului ciclohexanic în care to?i atomii de carbon au unghiuri normale de 109 28', forma scaun ?i forma baie.
Ace?ti doi izomeri de conforma?ie au un con?inut de energie diferit. Din formule se vede c? în forma scaun toate grupele CH2 sunt în pozi?ie eclipsat?. Forma scaun este deci mai stabil? decât forma baie. Din cauza eclips?rii leg?turilor C-H din forma baie, leg?turile C-C sufer? o u?oar? r?sucire, prin care tensiunea, prin care tensiunea de eclipsare a grupelor CH2 este atenuat?, rezult? o a?a numit? form? baie r?sucit? („twist form"). Forma baie este deci într-o oarecare m?sur? flexibil?, în timp ce forma scaun este rigid?, c?ci la aceasta din urm? orice r?sucire a unei leg?turi C-C provoac? o cre?tere a tensiunii de eclipsare ?i apari?ia unei mici tensiuni angulare.
Forma scaun este mai flexibil? decât forma baie (sau mai exact de forma „twist") cu 5,5 kcal/mol. La transformarea în forma baie, forma scaun trebuie s? treac? o barier? de energie (energie de activare) de 10,5 kcal/mol (cauzat? de apari?ia temporar? a unei tensiuni angulare). Aceast? bariera de energie (determinat? cu ajutorul spectrului de rezonan?? magnetic? nuclear? ) este destul de înalt? pentru ca cele dou? forme, scaun ?i baie, s? existe ca doi izomeri distinc?i, dar nu este suficient? pentru a face posibil? izolarea lor. Din spectrele în infraro?u ?i Raman, precum ?i prin metoda difrac?iei electronilor s-a stabilit c? moleculele ciclohexanului se afl? la temperatura camerei, aproape exclusiv în form? de scaun (O.Hassel,1941). Din anumite considera?ii termodinamice rezult? c? numai o molecul? dintr-o mie poate exista temporar în forma baie. Forma baie se întâlne?te îns? în molecule constrânse steric de exemplu în sisteme cu puncte (v. mai departe).
Pentru studiul izomeriei sterice sunt utile modele moleculare (dup? Stuart Briegleb, Dreiding ?i altele) cu ajutorul c?rora pot fi reproduse, la scar? , diferitele conforma?ii posibile ale moleculelor (f?r? tensiune).
CICLOPENTANUL
Unghiul intern al unui pentagon regulat (108 ) nu difer? decât foarte pu?in de unghiul tertraederic (109 29 ). Dac? inelul ciclopentanic ar fi plan, tensiunea angular? ar trebui s? fie practic nul?, a?a cum prevede teoria tensiunii clasice. Totu?i, dup? cum s-a ar?tat mai sus, molecula ciclopentanului are o energie excedentar? de 6,5 kcal/mol, în raport cu ciclohexanul considerat f?r? tensiune. Acest efect este datorat respingerii leg?turilor C-H din cele cinci grupe CH2 vecine din inel, care (într-un inel ciclopentanic plan) ar fi constrânse în
|