Alkan konformerleri, sp3 hibritlenmiş karbon-karbon sigma bağları etrafındaki dönüşten kaynaklanır. Böyle bir kimyasal bağa sahip en küçük alkan olan etan, C-C bağı etrafındaki dönmeye göre sonsuz sayıda bir konformasyon halinde bulunur. Bunlardan ikisi enerji minimumu (kademeli konformasyon-staggered conformation) ve enerji maksimumu (gölgelenmiş-eclipsed conformation) formları olarak tanınır. Spesifik konformasyonların varlığı, sigma bağları etrafındaki rotasyonun engellenmesinden kaynaklanmaktadır, ancak rakip bir teori tarafından bir hiperkonjugasyonu rolü önerilmiştir.
Minimum
enerji ve maksimum enerjinin önemi bu kavramların, minimum-enerji formları
olarak kararlı konformasyonların tahmin edilebildiği daha karmaşık moleküllere
genişletilmesiyle görülür. Kararlı konformasyonların belirlenmesi, asimetrik
indüksiyon kavramının ve sterik etkilerle kontrol edilen reaksiyonların
stereokimyasını tahmin etme yeteneğinin oluşturulmasında da büyük rol
oynamıştır.
Newman
projeksiyonundaki kademeli etan örneğinde, bir karbon atomundaki bir hidrojen
atomu, diğer karbon üzerindeki en yakın hidrojen atomuna göre 60°'lik bir
burulma açısına sahiptir, böylece sterik engel en aza indirilir. Kademeli konformasyon,
etan için maksimum enerji olan gölgelenmiş konformasyondan 12.5 kJ/mol kadar
daha stabildir. Tutulan konformasyonda burulma açısı en aza indirilir.
Her iki konformasyon da burulma strain içermez, ancak gauche konformasyonunda iki metil grubu, van der Waals yarıçaplarının toplamından daha yakındır. İki metil grubu arasındaki etkileşim iticidir (van der Waals strain) ve bir enerji bariyeri ortaya çıkar.
'Anti'-uyumlu temel durumundan daha büyük sterik engellemeye sahip
bütan uyumlularda depolanan potansiyel enerjinin ölçüsü; gauche, konformer için
– 3,8 kJ/mol, tutulan H ve CH3 için – 16 kJ/mol, tutulan CH3
ve CH3 için – 19 kJ/mol ‘dür.
Tutulan metil grupları, yalnız hidrojen atomlarına kıyasla daha yüksek
elektron yoğunluğu nedeniyle daha büyük bir sterik gerilim (strain) uygular.
https://en.wikipedia.org/wiki/Conformational_isomerism#Alkane_stereochemistry
22 Ağustos 2023
