3: Конформації та конфігурації - наслідки тривимірного характеру вуглецевих сполук
- Page ID
- 25414
Тепер настав час звернути нашу увагу на способи, за допомогою яких тривимірна структура органічних молекул впливає на їх стабільність, реакційну здатність та способи взаємодії між собою та з молекулами розчинника. Для початку ми розглянемо сполуки, що складаються з\(\mathrm{sp}^{3}\) гібридизованих (тобто тетраедричних) вуглеців, які за своєю суттю тривимірні, оскільки кожна з чотирьох зв'язків вказує на вершину тетраедра (тривимірна на відміну від планарної або двовимірної організації). Важливо пам'ятати і розуміти цей аспект органічної хімії, оскільки ми схильні представляти органічні сполуки в все більш спрощених (і абстрактних) двовимірних діаграмах. Структура молекули Льюїса - це\(2\mathrm{-D}\) (тобто плоский) мультфільм, який містить велику кількість інформації (якщо знати, як її шукати). Коли ми переходимо до ще більш абстрактних уявлень молекулярних структур, легко забути про багатство інформації, закодованої в рамках структурної діаграми. Сюди входить як кількість вуглецю і водню, так і тривимірні відносини між частинами молекули. Хоча існують способи показати тривимірну природу\(\mathrm{sp}^{3}\) гібридизованого вуглецю (наприклад, за допомогою клиновидних структур à), вони можуть бути досить громіздкими, коли настає час представляти складні молекули, і ми не часто використовуємо їх, якщо ми не хочемо конкретно звернутися до тривимірних розташування атомів всередині молекули. Інша ідея, яка втрачається в статичному двовимірному поданні, полягає в тому, що зв'язки між\(\mathrm{sp}^{3}\) гібридизованими атомами вуглецю є сигма (\(\sigma\)) зв'язками; дві частини молекули, пов'язані\(\sigma\) зв'язком, можуть обертатися відносно один одного, не порушуючи перекриття між зв'язком орбіталі. [1] При кімнатній температурі вуглеці в більшості σ зв'язків обертаються вільно і швидко відносно один одного, хоча ми повинні зображувати їх у фіксованій орієнтації, коли ми їх малюємо.