烷烴(,烷烴,同系列,碳鏈異構(gòu),構(gòu)象,鹵化反應,氧化反應)

（二）構(gòu)象

　　有機物的分子中，以單鍵（σ鍵）相連結(jié)的兩個碳原子，通過沿C-C單鍵的旋轉(zhuǎn)，可使這兩個碳原子上的原子或原子團在空間有不同的排布方式。每一種排布方式，都是有機物分子在空間的一種構(gòu)象。具有一定構(gòu)型的分子，僅由于圍繞單鍵旋轉(zhuǎn)，使分子中各原子在空間有不同的排布，稱為構(gòu)象。

　　1．乙烷的構(gòu)象

　　乙烷是含有碳碳單鍵的最簡單的化合物。當兩個碳原子圍繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)時，兩個碳原子上的兩組原子之間可以相對處于不同的位置，出現(xiàn)無數(shù)的空間排布方式，每一種空間排布方式就是一種構(gòu)象。

　　不同的構(gòu)象可用透視式或紐曼投影式表示。（Ⅰ）和（Ⅱ）是乙烷的兩種典型構(gòu)象。

　　紐曼投影式中，離觀察者較遠的碳原子用圓圈表示，它的三個C-H鍵用圓圈上的實線表示；離觀察者較近的碳原子用圓心的點表示，它的三個C-H鍵則用與圓心相連的三條實線表示。

　　（Ⅰ）式中兩組氫原子處于交叉的位置，這種構(gòu)象叫做交叉式。式中兩組氫原子彼此相距最遠，相互斥力最小，能量最低，因而穩(wěn)定性最大。這種構(gòu)象是優(yōu)勢構(gòu)象。（Ⅱ）式中，兩組氫原子兩兩相對重疊，這種構(gòu)象叫重疊式。在重疊式構(gòu)象中，非鍵合氫原子間距離最近，排斥作用最大，這種構(gòu)象具有較高的內(nèi)能，是一種不穩(wěn)定的構(gòu)象。在室溫時，乙烷分子是交叉式、重疊式以及介于它們兩者之間的許多構(gòu)象的平衡混合物，不易分離。

　　2．正丁烷的構(gòu)象

　　正丁烷的構(gòu)象要比乙烷復雜。當圍繞正丁烷的C（2）-C

　　(3)鍵旋轉(zhuǎn)時，可以有全重疊式，鄰位交叉式、部分重疊式和對位交叉式等不同的典型構(gòu)象。它們的透視式和紐曼投影工表示如下；

透視式　　　　　　　紐曼投影式　

　　在正丁烷的構(gòu)象中，對位交叉式的兩個甲基相距最遠，相互作用最弱，內(nèi)能最低，是最穩(wěn)定的現(xiàn)象。鄰位交叉式的兩個甲基相距較近些，所以穩(wěn)定性稍差。部分重疊式的甲基和氫原子十分靠近，相互作用大，穩(wěn)定性較鄰位交叉式差。而在全重疊式中，由于兩個甲基處于十分靠近的地位，相互作用最大，穩(wěn)定性最差。因此這幾種構(gòu)象的內(nèi)能高低次序為：全重疊式＞部分重疊式＞鄰位交叉式＞對位交叉式。

　　可見，正丁烷在一般情況下，對位交叉式是占優(yōu)勢的構(gòu)象。

　　在鏈狀化合物中，優(yōu)勢構(gòu)象都是類似于正丁烷對位交叉式的構(gòu)象。應該注意，分子主要以其優(yōu)勢構(gòu)象存在，并不意味著其它的構(gòu)象不存在，而是所占比例較小而已。

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