Główna różnica – naprężenie steryczne vs skrętne
Przemieszczenie jest odpychaniem pomiędzy elektronami wiązań cząsteczki. Układ cząsteczki zależy od naprężenia, ponieważ pary elektronów wiązań są ułożone w sposób, który minimalizuje naprężenie. Istnieją trzy główne rodzaje naprężeń, które można znaleźć w cząsteczce. Są to odkształcenia kątowe, odkształcenia skrętne i odkształcenia steryczne. Naprężenia kątowe powstają, gdy kąty wiązań rzeczywistych cząsteczek różnią się od kątów wiązań cząsteczek idealnych. Odkształcenia skrętne powstają, gdy cząsteczka jest obracana wokół wiązania. Naprężenia steryczne powstają, gdy dwie lub więcej grup nieporęcznych zbliża się do siebie. Główna różnica między naprężenia sterycznego i skrętnego jest to, że naprężenia sterycznego nie może być zmniejszona przez obracanie cząsteczki wokół wiązania, podczas gdy skrętnego może być zmniejszona przez obracanie cząsteczki wokół wiązania.
Kluczowe obszary objęte
1. What is Steric Strain
– Definition, Explanation with Examples
2. What is Torsional Strain
– Definition, Explanation with Examples
3. What is the Difference Between Steric and Torsional Strain
– Comparison of Key Differences
Key Terms: Angular Strain, Bond Electron Pair, Steric Strain, Torsional Strain
Co to jest Steric Strain
Steric strain to odpychanie między dwoma atomami lub grupami atomów, gdy odległość między nimi jest zmniejszona. Jest to również nazywane przeszkodą steryczną. Steric strain jest bardzo ważne w określaniu układu cząsteczki, ponieważ każdy i każda cząsteczka jest ułożona w taki sposób, że steric strain jest zminimalizowane. Kiedy naprężenie steryczne jest zminimalizowane, energia potencjalna danej cząsteczki maleje. Ponieważ materia jest stabilna, gdy ma niższy poziom energii, niższy poziom energii cząsteczki czyni ją stabilną cząsteczką.
Pojęcie naprężenia sterycznego jest bardzo ważne w przewidywaniu produktów reakcji chemicznej. Dzieje się tak dlatego, że grupy atomów są dołączone do atomu węgla w taki sposób, że przeszkoda steryczna jest zminimalizowana. Dlatego w wyniku reakcji chemicznej powstaje mieszanina cząsteczek, w której znajdują się produkty stabilne i produkty niestabilne. Ale głównym składnikiem tej mieszaniny zawsze będzie stabilny produkt ze zminimalizowaną przeszkodą steryczną.
Rysunek 1: Strain Steric w związkach organicznych
Jak pokazano na powyższym rysunku, energia potencjalna cząsteczki jest zwiększona w zależności od szczepu steric mają. Kiedy odległość między dwoma grupami metylowymi jest zmniejszona, energia potencjalna jest zwiększona.
Figura 2: Steric Strain Increases When Bulky Groups are Present
Powyższy obraz pokazuje, że obciążenie steryczne jest zwiększona, gdy grupy nieporęczne są obecne. Bardziej sterycznie utrudnione cząsteczki mają wyższą energię potencjalną w porównaniu do mniej sterycznie utrudnionych cząsteczek. Dlatego, mniej sterycznie utrudnione cząsteczki są bardziej stabilne.
Co to jest odkształcenie skrętne
Odkształcenie skrętne jest odpychanie, które powstaje między atomami lub grupy atomów, gdy cząsteczka jest obracana wokół wiązania sigma. Jest to odpychanie, które można zaobserwować, gdy elektrony wiązania przechodzą obok siebie. Ten rodzaj naprężenia jest ważny w określaniu stabilnych konformacji związków organicznych. Konformacje te mogą być reprezentowane przez projekcje Newmana. Projekcja Newmana cząsteczki jest konformacją tej cząsteczki, gdy patrzy się przez wiązanie C-C z kierunku przód-tył.
Odkształcenia skrętne powstają, gdy kąt dwuścienny grup nieporęcznych jest niski. Kąt dwuścienny jest kąt między dwoma wiązaniami dwóch różnych atomów węgla w projekcji Newman. Jeśli kąt dwuścianu jest wysoki, wtedy naprężenie skrętne jest niskie.
Projekcje Newmana można znaleźć w dwóch typach jako staggered conformation i eclipsed conformation. Konformacja zaćmiona wykazuje wysokie naprężenia skrętne niż konformacja zataczająca koło.
Rysunek 3: Dwa typy projekcji Newmana
Jak pokazano na powyższym rysunku, konformacja zataczająca koło wykazuje kąt dwuścianu 60o, a konformacja zaćmiona kąt dwuścianu 0o. Ale kiedy cząsteczka jest obracana, konformacja ulega zmianie. Naprężenie skrętne w konformacji zataczającej się jest mniejsze niż w konformacji zaćmionej. Kiedy cząsteczka jest obracana, konformacja zaćmiona może stać się konformacją zataczaną; w ten sposób naprężenie skrętne jest zmniejszone.
Różnica między naprężeniem sterycznym i skrętnym
Definicja
Przemieszczenie steryczne: Steric strain jest odpychanie między dwoma atomami lub grupami atomów, gdy odległość między nimi jest zmniejszona.
Torsional strain: Naprężenie skrętne to odpychanie, które powstaje między atomami lub grupą atomów, gdy cząsteczka jest obracana wokół wiązania sigma.
Rotacja cząsteczki
Prężenie steryczne: Naprężenie steryczne nie może być zmniejszone przez obrót cząsteczki wokół wiązania sigma.
Prężenie skrętne: Odkształcenie skrętne może być zmniejszone przez obrót cząsteczki wokół wiązania sigma.
Przyczyna odkształcenia
Odkształcenie steryczne: Steric strain występuje, gdy odległość między grupami nieporęcznymi cząsteczki jest zmniejszona.
Torsional Strain: Torsional strain występuje, gdy elektrony wiązań przechodzą obok siebie, gdy cząsteczka jest rotating.
Conclusion
Odkształcenie cząsteczki jest odpychanie między elektronów wiązań lub samotne pary elektronów obecnych w tej cząsteczce. Odpychanie to powoduje wzrost energii potencjalnej cząsteczki. Powoduje to, że cząsteczka staje się niestabilna. Naprężenie steryczne cząsteczki jest określane przez grupy nieporęczne występujące w cząsteczce oraz odległość pomiędzy tymi grupami nieporęcznymi. Projekcja Newmana jest prostą strukturą, która pokazuje rozmieszczenie atomów lub grup atomów w cząsteczce organicznej. Może być użyty do określenia naprężeń skrętnych cząsteczki. Główna różnica pomiędzy naprężeniem sterycznym i skrętnym polega na tym, że naprężenie steryczne nie może być zmniejszone przez obrót cząsteczki wokół wiązania, natomiast naprężenie skrętne może być zmniejszone przez obrót cząsteczki wokół wiązania.
1. „Torsional Strain.” OChemPal, Dostępne tutaj. Accessed 28 Aug. 2017.
2. „Strain (Chemistry).” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25 July 2017, Available here. Accessed 28 Aug. 2017.
3. „Dihedral Angle.” OChemPal, Available here. Accessed 28 Aug. 2017.
Image Courtesy:
1. „Napthalene phenanthraene methyl-methyl strai” By DMacks – Praca własna (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. „Steric hindrance disp” By Mwolf37 – Praca własna (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. „Escalonada e eclipsada” By Pauloquimico – Praca własna (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
.