Разница энергий анти- и гош- конформеров

Разница в энергиях между гош- и анти-конформерами бутана определялась множество раз [1,2], в результате чего выяснилось, что эта величина сильно зависит от фазового состояния. Для какого состояния эта разница выше, для жидкого или газообразного? В своих рассуждениях примите во внимание правило фон Ауверса-Скиты [3], согласно которому изомер с более высокой энтальпией имеет меньший молекулярный объём.

Решение

Какой из изомеров имеет меньший молекулярный объём? Конечно гош-изомер — он компактнее. Значит, он же имеет и более высокую энтальпию, нежели анти-. Мы не знаем эту разницу энтальпий между ними, но мы можем проследить, увеличится она или уменьшится при переходе из жидкой фазы в газообразную. Для этого нам нужно знать у какого изомера выше энтальпия испарения. Она опять же зависит от молекулярного объёма. Как? Представьте что у гош-изомера меньше молекулярный объём, значит межмолекулярные ван-дер-ваальсовы взаимодействия для него (в результате большего соотношения поверхность/объём) оказываются сильнее. Поскольку последние являются, в основном, притягивающими, теплота испарения для гош-конформера оказывается выше. Так как он и так находился выше на энтальпийной шкале, то энергетическая щель между изомерами ещё больше увеличится. Таким образом в газовой фазе разница в энергиях между гош- и анти-конформерами бутана будет выше чем в жидкой.

Разница в энергиях гош- и анти-

Молекулярный объём вообще довольно информативная характеристика в случае изомеров, так как изомер с меньшим молекулярным объёмом имеет кроме более высокой энтальпии и теплоты испарения также более высокую плотность, показатель преломления и температуру кипения.

[свернуть]
Дополнительная информация

1) Lowe, J. P. Prog. Phys. Ogr. 1968, 6, 1.

2) Wiberg, K. B. and Murcko, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 8029.

3) Иллиел Э., Аллинжер Н., Энжиал С., Моррисон Г. Конформационный анализ. Пер. с англ./Под ред. А.А. Ахрема. — М.: Мир, 1969.

[свернуть]
Что почитать?

Дополнительные материалы о правиле Ауверса-Скиты.

[свернуть]

Добавить комментарий