Анализ на конформациите на пропана

Това е модел на молекулата на пропана. Ако погледнем оттук тази въглерод-въглеродна връзка, можем да видим проекцията на Нюмън, като това е скосена конформация. Ако завъртя около тази връзка въглерод-въглерод, тогава получаваме друга конформация, която е засенчена. Ще я задържа малко, за да можеш да видиш връзките отзад. Това е засенчена конформация. Завъртам отново и това е скосена конформация. Ако продължа да въртя, следващата конформация е засенчена, и отново задържам връзките малко настрани, за да можеш да видиш какво има отзад. Завъртам отново и получавам скосена конформация, следващата разбира се ще бъде засенчена, така че хайде да я разгледаме. Това е засенчена конформация. И накрая, още едно завъртане и се връщаме към скосената конформация на пропана. Това е скосената конформация. И отново имаме диаграма на енергиите на тези конформации, които видяхме във видеото. Увери се, че си гледал/а видеото с конформационния анализ на етана, преди да продължиш с това видео. На оста у е потенциалната енергия, и като се движим по оста у, се увеличава потенциалната енергия. Започнахме със скосената конформация на пропана. Завъртяхме на 60 градуса, като задния въглерод остана неподвижен, а предния го завъртях на 60 градуса, и получихме тази конформация, която е засенчена конформация на пропана. Забележи разликата в потенциалните енергии между тези две конформации. Скосената конформация има по-ниска потенциална енергия, а засенчената конформация има по-висока енергия. Запомни, че колкото по-ниска е потенциалната енергия, толкова по-стабилна е конформацията, така че скосената трансформация е по-стабилна от засенчената. Необходима е енергия за преминаване от скосена конформация към засенчена конформация. И в предишното видео аз използвах сравнение със скала. Ако имаме една скала в основата на този хълм, и ако се опитваме да избутаме тази скала до върха на хълма, за това е необходима енергия. На върха на хълма скалата е по-малко стабилна. Колкото по-висока е потенциалната енергия, толкова по-нестабилно е състоянието. По-ниска потенциална енергия означава по-голяма стабилност. Така че нашата скосена конформация е по-стабилна от засенчената. Като въртим и преминаваме от тази засенчена конформация към тази скосена конформация, това води до понижение на потенциалната енергия. Преминаването от тази скосена конформация към тази засенчена конформация увеличава потенциалната енергия, преминаването от тази засенчена към тази скосена конформация е понижение и виждаш закономерността. Преминаването от скосена до тази засенчена тук изисква енергия и после преминаването от засенчената към тази скосена е намаляване на потенциалната енергия. Всички наши засенчени конформации имат еднаква потенциална енергия. Те са дегенаративни форми по отношение на енергията. Същото важи и за скосените конформации, всички те имат еднаква стойност на потенциалната енергия. Затова тук има разлика в потенциалната енергия между засенчените конформации и скосените конформации. И тази разлика в енергията е 14 килоджаула на мол. Ние говорим за разлика в енергията между засенчената и скосената конформация. Знаем, че има разлика в енергията, която е 14 килоджаула за мол, между скосената конформация на пропана и засенчената му конформация, която се нарича торзионно напрежение. Сега ще направя Нюмъновата проекция на всяка от тези конформации, просто като упражнение. Да започнем със скосената конформация. Започваме с този въглерод тук отпред, който ще представя като точка. Тук поставям една точка. Какво е свързано с този въглерод? Тук имаме една СН3 група, метилова група, която ще нарисувам точно нагоре, това е СН3. Тук надясно имаме един водород, и един водород наляво, ето това моят водород, който отива надясно, а това е моят водород, който отива наляво. Знаем, че има един въглерод зад този въглерод, който означих тук като точка, който не можем да видим, защото предния въглерод засенчва задния въглерод, но з наем, че тези водороди тук отзад са свързани с този заден въглерод. Затова представяме този заден въглерод като кръгче, когато правим Нюмънова проекция, това представлява задния въглерод. След това имаме един водород, който отива надясно, ето така, това е водород, и един водород, който отива наляво, това е този водород, и един водород точно надолу, това е този водород. Това е нашата скосена конформация на пропана. Сега да направим засенчената конформация като проекция на Нюмън. Това е малко по-трудно. Започваме отново с този въглерод, това е предният въглерод, който отново представяме като точка. След това имаме СН3, метиловата група отива надясно, нека да я направя. Значи тук имаме СН3, която отива надясно. И имаме водород, който отива надолу. Ще начертая това малко встрани от центъра, вместо да е точно надолу, ще го направя леко изнесено наляво, точно както направих и тук, за да могат да се виждат връзките отзад. Тук има водород, който отива надолу и леко вляво, и после имаме водород, който отива в тази посока, нека да ги направя, това е водород. Сега да видим задния въглерод. Не го виждаме, защото този въглерод отпред засенчва този отзад, но знаем, че задният въглерод има три водорода, свързани с него. Този, този и този, те едва се виждат. Нека да ги добавим в Нюмъновата проекция. Задният въглерод се представя с кръгче, и започваме с този водород ето тук отзад. Той отива в тази посока и е засенчен от метиловата група. Ще го нарисувам леко изместен, за да го виждаме, че е там. Сега да направя и този водород. Той отива надолу, почти точно надолу, така че ще го направя ето тук. И накрая остана този водород. Този водород можем да представим ето така. Ето това е Нюмъновата проекция на скосената конформация и това е на засенчената конформация. Сега да си спомним за тези 14 килоджаула за мол, което е торзионното напрежение. Нека да го запиша тук, 14 килджаул за мол. Във видеото за конформацията на етана ние вече видяхме, че всяка двойка от засенчените водороди има енергийна "стойност" от четири килоджаула за мол. Значи тази двойка засенчени водороди, това са четири килоджаула за мол като енергийна "стойност". Същото се отнася и за тази двойка тук, която е четири килоджаула за мол. И сега можем да намерим енергийната "стойност" на метиловата група, засенчена от водород. Тъй като знаем, че общата сума е 14, имаме 4 плюс 4 плюс това е равно на 14. Очевидно отговорът е шест. Значи това трябва да са шест килоджаула за мол. Шест плюс четири плюс четири ни дава общото торзионно напрежение от 14 килоджаула за мол. Сега знаем енергийната "стойност" на припокриването на метиловата група и водорода, която е шест килоджаула за мол.