Unterschied zwischen sterischer und torsionaler Spannung

Hauptunterschied - Sterik vs. Torsionsstrang

Dehnung ist die Abstoßung zwischen Bindungselektronen eines Moleküls. Die Anordnung eines Moleküls hängt von der Dehnung ab, da die Bindungselektronenpaare so angeordnet sind, dass die Dehnung minimiert wird. Es gibt drei Haupttypen von Stämmen, die in einem Molekül gefunden werden können. Sie sind Winkeldehnung, Torsionsdehnung und sterische Dehnung. Die Winkelverformung tritt auf, wenn die Bindungswinkel der tatsächlichen Moleküle sich von denen der idealen Moleküle unterscheiden. Die Torsionsspannung entsteht, wenn ein Molekül um eine Bindung gedreht wird. Eine sterische Belastung entsteht, wenn sich zwei oder mehr sperrige Gruppen nahe kommen. Der Hauptunterschied zwischen sterischer und torsionaler Dehnung ist der Die sterische Belastung kann nicht durch Drehen des Moleküls um eine Bindung verringert werden, während die Torsionsspannung durch Drehen des Moleküls um eine Bindung verringert werden kann.

Wichtige Bereiche

1. Was ist sterische Sorte?
      - Definition, Erklärung mit Beispielen
2. Was ist Torsionsbeanspruchung?
      - Definition, Erklärung mit Beispielen
3. Was ist der Unterschied zwischen sterischer und torsionaler Spannung?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Winkelspannung, Bond-Elektronenpaar, sterische Spannung, Torsionsspannung

Was ist sterische Sorte?

Die sterische Dehnung ist die Abstoßung zwischen zwei Atomen oder Atomgruppen, wenn der Abstand zwischen ihnen verringert wird. Dies wird auch genannt sterische Hinderung. Die sterische Dehnung ist sehr wichtig für die Bestimmung der Anordnung eines Moleküls, da jedes Molekül so angeordnet ist, dass die sterische Dehnung minimiert wird. Wenn die sterische Belastung minimiert wird, nimmt die potentielle Energie dieses Moleküls ab. Da Materie stabil ist, wenn sie ein niedrigeres Energieniveau hat, macht ein niedrigeres Energieniveau eines Moleküls es zu einem stabilen Molekül.

Das Konzept der sterischen Belastung ist sehr wichtig für die Vorhersage der Produkte einer chemischen Reaktion. Dies liegt daran, dass Atomgruppen so an ein Kohlenstoffatom gebunden sind, dass die sterische Hinderung minimiert wird. Daher ergibt eine chemische Reaktion eine Mischung von Molekülen, in denen stabile Produkte und instabile Produkte enthalten sind. Der Hauptbestandteil dieser Mischung ist jedoch immer das stabile Produkt mit einer minimierten sterischen Hinderung.

Abbildung 1: Sterischer Stamm in organischen Verbindungen

Wie in der obigen Abbildung gezeigt, wird die potentielle Energie eines Moleküls entsprechend der sterischen Belastung erhöht. Wenn der Abstand zwischen zwei Methylgruppen verringert wird, wird die potentielle Energie erhöht.

Abbildung 2: Sterischer Stamm nimmt zu, wenn sperrige Gruppen vorhanden sind

Das obige Bild zeigt, dass die sterische Belastung erhöht wird, wenn sperrige Gruppen vorhanden sind. Sterisch gehinderte Moleküle haben im Vergleich zu weniger sterisch gehinderten Molekülen eine höhere potentielle Energie. Daher sind weniger sterisch gehinderte Moleküle stabiler.

Was ist Torsionsbeanspruchung?

Torsionsdehnung ist die Abstoßung, die zwischen Atomen oder Atomgruppen auftritt, wenn ein Molekül um eine Sigma-Bindung gedreht wird. Dies ist die Abstoßung, die beobachtet werden kann, wenn Bondelektronen aneinander vorbeiziehen. Diese Art von Stamm ist wichtig für die Bestimmung der stabilen Konformationen organischer Verbindungen. Diese Konformationen können durch Newman-Projektionen dargestellt werden. Die Newman-Projektion eines Moleküls ist die Konformation dieses Moleküls, wenn es durch die C-C-Bindung von vorne nach hinten betrachtet wird.

Die Torsionsspannung tritt auf, wenn der Diederwinkel sperriger Gruppen gering ist. Der Diederwinkel ist der Winkel zwischen zwei Bindungen zweier verschiedener Kohlenstoffatome in einer Newman-Projektion. Wenn der Diederwinkel groß ist, ist die Torsionsspannung gering.

Newman-Projektionen können in zwei Arten als gestaffelte Konformation und in Eclipsed-Konformation gefunden werden. Die eclipsed Konformation zeigt eine höhere Torsionsspannung als die gestaffelte Konformation.

Abbildung 3: Zwei Arten von Newman-Projektionen

Wie im obigen Bild gezeigt, zeigt die gestaffelte Konformation einen Diederwinkel von 60^O und die bedeckte Konformation zeigt einen Diederwinkel von 0^O. Wenn das Molekül gedreht wird, ändert sich jedoch die Konformation. Die Torsionsbelastung bei gestaffelter Konformation ist geringer als die bei Eclipsed-Konformation. Wenn das Molekül gedreht wird, kann die verdeckte Konformation zur gestaffelten Konformation werden. somit wird die Torsionsspannung reduziert.

Unterschied zwischen sterischer und torsionaler Spannung

Definition

Sterischer Stamm: Sterische Dehnung ist die Abstoßung zwischen zwei Atomen oder Atomgruppen, wenn der Abstand zwischen ihnen verringert wird.

Torsionsspannung: Torsionsdehnung ist die Abstoßung, die zwischen Atomen oder Atomgruppen auftritt, wenn ein Molekül um eine Sigma-Bindung gedreht wird.

Rotation des Moleküls

Sterischer Stamm: Die sterische Belastung kann nicht verringert werden, indem das Molekül um eine Sigma-Bindung gedreht wird.

Torsionsspannung: Die Torsionsspannung kann verringert werden, indem das Molekül um eine Sigma-Bindung gedreht wird.

Ursache für die Belastung

Sterischer Stamm: Sterische Dehnung tritt auf, wenn der Abstand zwischen sperrigen Gruppen eines Moleküls abnimmt.

Torsionsspannung: Eine Torsionsdehnung tritt auf, wenn Bindungselektronen aneinander vorbeiziehen, wenn sich das Molekül dreht.

Fazit

Die Dehnung eines Moleküls ist die Abstoßung zwischen in diesem Molekül vorhandenen Bindungselektronen oder freien Elektronenpaaren. Diese Abstoßung bewirkt, dass die potentielle Energie eines Moleküls erhöht wird. Dann macht es das Molekül instabil. Die sterische Dehnung eines Moleküls wird durch die sperrigen Gruppen in einem Molekül und den Abstand zwischen diesen sperrigen Gruppen bestimmt. Die Newman-Projektion ist eine einfache Struktur, die die Anordnung von Atomen oder Atomgruppen in einem organischen Molekül zeigt. Es kann zur Bestimmung der Torsionsspannung eines Moleküls verwendet werden. Der Hauptunterschied zwischen sterischer und torsionaler Dehnung besteht darin, dass sterische Dehnung nicht durch Drehen des Moleküls um eine Bindung verringert werden kann, während Torsionsspannung durch Rotation des Moleküls um eine Bindung verringert werden kann.

Verweise:

1. "Torsional Strain". OChemPal, hier erhältlich. Abgerufen am 28. August 2017.
2. „Strain (Chemistry)“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25. Juli 2017, hier verfügbar. Abgerufen am 28. August 2017.
3. „Diederwinkel“. OChemPal, hier erhältlich. Abgerufen am 28. August 2017.

Bildhöflichkeit:

1. "Naphthalin-Phenanthraen-Methyl-Methyl-Strai" von DMacks - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Steric hindrance disp" Von Mwolf37 - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
3. “Escalonada e eclipsada” Von Pauloquimico - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia