环己烷密度(甲基环己烷密度)

文章目录[隐藏]

  • 什么是椅子类型?
  • 船的类型是什么?
  • 船舶构造与座椅构造的区别

环己烷密度(甲基环己烷密度)

“椅式构象”和“船式构象”是有机化学中的术语,最具代表性的分子是环己烷。这两种构象是环己烷分子的两种不同结构,但根据其结构的能量不同,它们具有不同的稳定性。

在环己烷分子中,碳原子为四面体,碳原子之间以单键连接,键角为109.5°。因此,分子中的六个碳原子不能形成平面环,只能形成之字形环。在这个环中,有两种排列方式,即椅式和船式。在椅子构象中,如果C-2、C-3、C-5、C-6在同一个水平面上,那么C-1和C-4分别在平面的上方和下方,整个分子就像一把椅子,所以叫做椅子构象。它是非平面的,焊接角度为109.5°,因此没有角度张力。

——权威来源:《实用有机化学词典》

图:环己烷椅结构

什么是椅子类型?

椅子构象环己烷是最稳定的结构,因为它在这个构象中能量最低。通常,在室温(约25℃)下,所有环己烷分子都以椅子构象存在。如果在这个温度下,同一化合物中有不同结构的混合物,大约99%的分子将转化为椅式构象。考虑到这个分子的对称性,我们可以总结为D3d,所有的碳中心都是等价的。

图:环己烷的椅子构象

轴向位置有6个氢原子,另外6个氢原子几乎垂直于对称轴(水平面)。如果考虑碳原子,每个碳原子包含两个氢原子:一个氢原子“向上”,另一个氢原子“向下”。因为C-H键是交错排列的,所以几乎没有扭转应变。

船的类型是什么?

由于环己烷的高能量,其构象是不稳定的。由于两个“船角”氢之间的相互作用,该结构中存在相当大的空应变,并且还存在相当大的扭转应变。这些应变也导致了船形的不稳定。这种结构的对称性称为C2v。环己烷的四种构象如下图所示:A为椅式,B为扭舟式,C为舟式,D为半椅式。

图:环己烷在不同能量下的构象

同时船型也趋于自发地转变为扭曲船型,其对称性为D2。这种结构显示出轻微扭曲的船形。通过快速冷却环己烷,船形构象可以转变为扭曲的船形构象,加热后会转变为椅形构象。

船舶构造与座椅构造的区别

船舶构造与座椅构造的主要区别是座椅式能量低,而船舶式能量高。因此,椅子结构比船型更稳定。通常椅子型是环己烷最稳定的构象,室温下约99%以椅子构象存在。

此外,椅式构象的对称性为D3d,船式构象的对称性为C2v,船型有自发转变为扭船船型的趋势。然而,当加热时,这两种结构倾向于转变成椅子构造结构。船型和椅型的另一个区别是椅型的扭转应变和抗力比船型低。简要总结如下:

Published by

风君子

独自遨游何稽首 揭天掀地慰生平