Sự khác biệt giữa cấu trúc ghế và thuyền

2024 Tác giả: Alex Aldridge | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 13:53

Sự khác biệt chính giữa cấu trúc ghế và thuyền là cấu trúc ghế có năng lượng thấp, trong khi cấu trúc thuyền có năng lượng cao.

Các thuật ngữ cấu tạo ghế và cấu trúc thuyền thuộc hóa học hữu cơ, và chúng chủ yếu áp dụng cho xyclohexan. Đây là hai cấu trúc khác nhau mà phân tử xyclohexan có thể tồn tại, nhưng chúng có độ ổn định khác nhau tùy thuộc vào năng lượng của cấu trúc của chúng.

Cấu trúc Ghế là gì

Cấu tạo ghế là cấu trúc ổn định nhất của xyclohexan. Điều này là do nó có năng lượng thấp. Thông thường, ở nhiệt độ phòng (khoảng 25 ° C), tất cả các phân tử của xyclohexan xảy ra ở dạng cấu trúc ghế. Nếu có một hỗn hợp các cấu trúc khác nhau của cùng một hợp chất ở nhiệt độ này, khoảng 99,99% các phân tử chuyển đổi thành cấu trúc dạng ghế. Khi xem xét tính đối xứng của phân tử này, chúng ta có thể đặt tên nó là D_{3dỞ đây, tất cả các tâm cacbon là tương đương.}

Hình 01: Cấu trúc ghế của Cyclohexane

Có sáu nguyên tử hydro xảy ra ở vị trí trục. Sáu nguyên tử hydro còn lại nằm gần vuông góc với trục đối xứng, là vị trí xích đạo. Nếu chúng ta xem xét các nguyên tử cacbon, mỗi nguyên tử chứa hai nguyên tử hydro: một nguyên tử hydro “lên” và nguyên tử kia “xuống”. Có rất ít biến dạng xoắn vì các liên kết C-H ở dạng so le.

Chuyển đổi Thuyền là gì?

Cấu trúc thuyền là cấu trúc kém ổn định của xyclohexan vì cấu trúc này có năng lượng cao. Có một biến dạng steric đáng kể trong cấu trúc này do sự tương tác giữa hai hydro cột cờ, và cũng có một biến dạng xoắn đáng kể. Những biến dạng này cũng gây ra tính chất không ổn định của cấu trúc thuyền. Đối xứng của cấu trúc này được đặt tên là C_2v

Hình 02: (A) Kết cấu ghế, (B) Kết cấu thuyền xoắn, (C) Kết cấu thuyền và (D) Kết cấu nửa ghế

Hơn nữa, cấu trúc thuyền có xu hướng chuyển đổi thành cấu trúc xoắn thuyền một cách tự nhiên. Đối xứng của nó là D_{2Cấu trúc này xuất hiện như một sự uốn lượn nhẹ của cấu trúc thuyền. Sự làm mát nhanh chóng của xyclohexane chuyển đổi cấu trúc thuyền thành cấu trúc xoắn thuyền, chuyển đổi thành cấu trúc ghế khi sưởi ấm.}

Sự khác biệt giữa cấu trúc ghế và thuyền là gì?

Các thuật ngữ cấu tạo ghế và cấu trúc thuyền chủ yếu áp dụng cho cyclohexane. Sự khác biệt chính giữa cấu trúc ghế và thuyền là cấu trúc ghế có năng lượng thấp, trong khi cấu trúc thuyền có năng lượng cao. Do đó, cấu trúc ghế ổn định hơn cấu trúc thuyền. Thông thường, cấu trúc ghế là cấu trúc ổn định nhất và ở nhiệt độ phòng, khoảng 99,99% xyclohexan trong hỗn hợp các cấu trúc khác nhau tồn tại trong cấu trúc này.

Hơn nữa, đối xứng của cấu trúc ghế là D_3dtrong khi đối xứng thuyền có đối xứng C_{2vBên cạnh đó, cấu trúc thuyền có xu hướng chuyển đổi thành hình dạng xoắn thuyền một cách tự phát. Tuy nhiên, cả hai cấu trúc này đều có xu hướng chuyển đổi thành cấu trúc ghế khi sưởi ấm. Hơn nữa, một sự khác biệt khác giữa cấu trúc ghế và thuyền là độ căng xoắn và lực cản trong cấu trúc ghế thấp so với cấu trúc thuyền.}

Tóm tắt - Sự biến đổi của Ghế so với Thuyền

Các thuật ngữ cấu tạo ghế và cấu trúc thuyền chủ yếu áp dụng cho cyclohexane. Sự khác biệt chính giữa cấu trúc ghế và thuyền là cấu trúc ghế có năng lượng thấp, trong khi cấu trúc thuyền có năng lượng cao. Do đó, kết cấu ghế ổn định hơn so với kết cấu thuyền ở nhiệt độ phòng. Nói chung, cấu trúc ghế là cấu trúc ổn định nhất của xyclohexan ở nhiệt độ phòng.