קונפורמציות של אתאן ופרופאן

מולקולה של אתאן, כאשר מסתכלים למטה על הקשר פחמן-פחמן, מראה את קבוצות C-H במרווחים של 60 מעלות דיהדרליות. זוהי הקונפורמציה המדהימה של אתאן.

לצורה המדורגת של אתאן יש את האנרגיה הנמוכה ביותר. הסיבה לכך היא שקשרי C-H הם הרחוקים ביותר זה מזה, ממזערים את הדחייה הסטרית בין האלקטרונים בקשרים, ולכן מייצבים את המולקולה.

גורם נוסף המייצב את הקונפורמציה המדורגת הוא האינטראקציה החיובית בין האורביטל המולקולרי הכבוש והקשר לבין אורביטל מולקולרי לא מאוכלס ואנטי-קשר.

סיבוב הפחמן הרחוק יותר על ידי שמירה על פחמן נייח קרוב יותר יוצר מספר אינסופי של קונפורמציות.

בזוויות דיהדרליות של 0°, קשרי C-H על שני אטומי הפחמן קרובים ומכסים זה את זה. זוהי הקונפורמציה המאפילת של אתאן.

בשל דחייה סטרית מוגברת והיעדר אינטראקציה מייצבת, האנרגיה של אתאן ליקוי עולה ב -12 kJ / mol, וכל אינטראקציה H-H ליקוי מוקצה 4 kJ / mol.

הפרש האנרגיה בין קונפורמציות ליקוי וקונפורמציות מדורגות, ידוע בשם מאמץ פיתול או מחסום פיתול.

סיבוב המולקולה מ-0º ל-360º לאורך הקשר פחמן-פחמן יוצר מספר מצבים מנוונים, מדשדשים וליקויים.

דגימה של גז אתאן, בטמפרטורת החדר, מכילה כ-99% מהמולקולות שלו בקונפורמציה האנרגטית הנמוכה ביותר.

האנרגיה המתקבלת מהתנגשויות מולקולריות משמשת לסיבוב פנימי על ידי התגברות על מחסום הפיתול. המולקולה, אם כן, נעה לצורה שונה לאחר שעברה דרך מצב ליקוי באנרגיה גבוהה.

לפחמימן הבא – פרופאן – יש גם שני קונפורמרים עיקריים: ליקוי ומדשדש.

לקונפורמר הליקוי יש זן פיתול של 14 kJ/mol. כל זוג מימן ליקוי תורם 4 kJ/mol, בעוד שאינטראקציית הליקוי CH_3-H תורמת 6 kJ/mol.