丁烷的构象

在丁烷中，围绕中心碳-碳键的旋转会产生分子的不同构象。当沿C2–C3键观察时，这些构象异构体呈现出不同的纽曼投影式。

由C2–C3键旋转引起的能量变化产生了正丁烷的多种交叉式和重叠式构象，其中两个甲基之间的二面角各不相同。

丁烷的交叉式构象——其二面角为180°——能量最低，是最稳定的构象形式，称为anti构象。

反式丁烷的稳定性更高是由于两个甲基之间的空间距离较大，从而减少了空间位阻效应。

在另外两种交错式构象中，甲基之间的二面角为 ±60°，这些构象被称为gauche构象。

由于两个体积较大的甲基相对靠近，它们的电子云强烈地相互排斥。这种空间相互作用称为 gauche 相互作用，增加能量的 gauche 比其构象体低3.8 kJ/mol。因此， gauche 丁烷的稳定性低于 抗 丁烷

两个gauche构象是简并的，并且互为镜像。

在三种重叠构象中，全重叠式构象的两个甲基之间的二面角为 0°。

由于在这种构象中甲基非常接近，其氢原子会受到强烈的范德华排斥作用。

由此产生的空间位阻与扭转张力共同作用，使得正丁烷的完全重叠式构象成为最不稳定的构象异构体，其能量代价高达 19 kJ/mol。

另外两个具有120°和240°二面角的重叠式构象具有相似的能量，且其中一种构象是另一种构象的镜像。

由于这些构象中的空间位阻减小，重叠式构象的能量降低至 16 kJ/mol。