谓燃烧热就是指一摩尔分子燃烧时放出的热量,它的大小反映出分子内能的高低。根据燃烧热数据可看出,从环丙烷到环己烷,每个CH2的燃烧热量逐渐降低,说明环愈小内能愈大,故不稳定。内能高低与成键情况有关。六元环以上的中环和大环,每个CH2的燃烧热差不多等于661KJmol,说明大环是稳定的,即无张力。近年来制备了很多大环化合物,它们都是稳定的。经X-射线分析,分子是皱折形,碳原子不在同一平面内,碳原子之间的键角接近正常键角1095o
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§5环己烷的构象5环己烷的构象
在环己烷分子中,碳原子是以sp3杂化,六个碳原子不在同一平面内,碳碳键之间的夹角可以保持109.5°,因此很稳定.1环己烷有两种极限构象①一种像椅子故叫椅式.六个碳原子排列在两个平面内,若碳原子1,3,5排列在上面的平面,碳原子2,4,6则排列在下面的平面,两个平面的距离为0.05
m.图中的对称轴是穿过分子画一直线,分子以它为轴旋转一定角度后,可以获得与原来分子那样的形象,此直线即为该分子的对称轴。②另一种像船叫船式环己烷的CC键可在环不受破裂的范围内旋转,在放置中,船式、椅式可以相互转变。
(2)物理方法测出船式环己烷比椅式能量高267KJmol故在常温下环己烷几乎完全以较稳定的椅式构象存在。在椅式中相邻碳原子的键都处于交叉式的位置,稳定。
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在船式中碳原子的键(2,3和5,6)处于全重叠式的位置。由于重叠的氢原子间有斥力(位阻)作用,且船头船尾距离较近,斥力较大.Va
dewaals张力也较大.
在重迭式中,前后两根CC键之间有电子云的斥力,倾向于叉开.因此重迭式的内能较高,交叉式的内能较低,它们之间的内能差是由于键扭转而产生的,故称为扭转张力.(3)直立键(a键)、平伏键(e键)与分子的对称轴平行的键叫直立键或a键(axialbo
d)与直立键形成接近109.5°夹角的键,叫平伏键或e键(equatirialbo
d)我们将环己烷中六个碳原子所处的空间看作是一个较厚的平面的话,那么六根CH键是竖立在它的上下,称为直立键,因为英文叫Axialbo
d故称为a键.另外六根CH键横卧在它的四周,称为平伏键,因为英文叫Equatorialbo
d故称为e键.
(4)环己烷各构象之间的能量关系。由椅式转换成另一种椅式,所经过的各种构象椅式能量最低,半椅式的能量最高。
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