3.11: Konformacja krzesła cykloheksanu

Konformacja krzesła jest najbardziej stabilną formą cykloheksanu ze względu na brak naprężeń kątowych i skrętnych. Brak naprężenia kątowego wynika z tego, że kąt wiązania cykloheksanu jest bardzo zbliżony do idealnego kąta wiązania czworościennego wynoszącego 109,5° w jego konformerze krzesła. Podobnie nie ma również naprężenia skręcającego ze względu na idealnie naprzemienny układ wiązań.

Atomy wodoru połączone z atomami węgla są ułożone w dwóch różnych orientacjach osiowych i równikowych, aby uzyskać tę naprzemienną formę. Wiązania osiowe są skierowane prosto w górę lub w dół, leżąc równolegle do osi pierścienia, natomiast wiązania równikowe są skierowane na boki, mniej więcej wzdłuż równika pierścienia. Z sześciu wiązań osiowych trzy są skierowane w górę, a pozostałe trzy są skierowane w dół. Podobnie, trzy wiązania są nachylone w górę spośród sześciu wiązań równikowych, podczas gdy pozostałe trzy są nachylone w dół. Zatem każdy atom węgla w pierścieniu cykloheksanu ma wiązanie osiowe i równikowe, skierowane w przeciwne strony.

Konformacja krzesła cykloheksanu może ulec zmianie w inny konformer krzesła poprzez częściową rotację wiązań CC. Ta interkonwersja krzesło-krzesło, która prowadzi do wygenerowania dwóch równoważnych form energii, znana jest jako odwracanie pierścieni. Podczas odwracania pierścienia wiązania osiowe i równikowe zamieniają się swoimi pozycjami. Wiązania osiowe w jednej konformacji krzesła ulegają przekształceniu w wiązania równikowe w drugiej konformacji krzesła, podczas gdy wiązania równikowe zmieniają swoje położenie w wiązania osiowe.

Konformacja krzesła, będąca najbardziej stabilną i dominującą formą cykloheksanu, jest niepłaska, z wiązaniami "zagłówek" i "podnóżek" leżącymi powyżej i poniżej płaskich wiązań "siedziska".

Stabilność jest konsekwencją braku odkształcenia kątowego - dzięki "prawie czworościennym" kątom wiązania C-C-C - i braku odkształcenia skrętnego - dzięki idealnie rozłożonym wiązaniom.

Układ naprzemienny uzyskuje się, gdy podstawniki na każdym węglu układają się w dwóch różnych orientacjach: osiowej i równikowej.

Wiązania osiowe są skierowane prosto w górę lub prosto w dół, równolegle do osi pionowej pierścienia.

Spośród sześciu wiązań osiowych trzy wiązania są skierowane w górę, podczas gdy pozostałe trzy wiązania są skierowane w dół, a kierunek zmienia się z jednego pierścienia węglowego na drugi.

Wiązania równikowe są skierowane na boki – ustawione mniej więcej wzdłuż równika pierścienia – i są prawie prostopadłe do pionowej osi pierścienia.

Spośród sześciu wiązań równikowych trzy obligacje mają lekkie nachylenie w górę, podczas gdy pozostałe trzy obligacje mają lekkie nachylenie w dół.

Każdy atom węgla w pierścieniu cykloheksanowym ma wiązanie osiowe i równikowe, skierowane w przeciwnych kierunkach.

Ponadto każda ściana pierścienia ma naprzemienny układ wiązań osiowych i równikowych.

W temperaturze pokojowej jedna forma krzesła konformacyjnie zmienia się w energetycznie równoważną "drugą" formę krzesła. Ta konwersja krzesła i krzesła nazywa się odwracaniem pierścienia, a te dwie konformacje są w równowadze.

Odwrócenie pierścienia powoduje zamianę położeń wiązań osiowych i równikowych, co oznacza, że wszystkie wiązania osiowe stają się równikowe, a wszystkie wiązania równikowe stają się osiowe.