Conformaties

In deze module zullen we de factoren die de stabiliteit van een conformatie beinvloeden leren kennen. Met kennis van deze factoren kunnen we voorspellingen doen over de meest waarschijnlijke conformatie van een molecuul.

Een belangrijke factor die de conformationele vrijheid van een molecuul beperkt, is de eigenschap van atomen om te streven naar ideale bindingshoeken, overeenkomstig met bindende orbitalen (b.v. 109.5° voor sp³-gehybridiseerde koolstof). Afwijking van de ideale bindinghoek gaat vergezeld met hoekspanning.

Een andere vrijheidsgraad in een molecuul zoals propaan is de draaiing rond de C-C bindingen. Een maximum in de energie doet zich voor wanneer de groepen op de ene koolstof 60° gedraaid zijn t.o.v. de groepen op de aanliggende koolstof atomen. Deze conformatie noemen we de staggered conformatie. Afwijking van deze conformatie gaat vergezeld met torsiespanning, die zijn maximum bereikt in de eclipsed conformatie.
Normaal gesproken komt de flexibiliteit van een molecuul voort uit de torsie vrijheidsgraden. Voor elke sp³-sp³ enkelvoudige binding hebben we drie staggered conformaties, wiens relatieve energie afhangt van de substituenten die aanwezig zijn. Ter herinnering: in butaan is de anti conformatie iets stabieler dan de gauche conformatie.

Andere factoren die de stabiliteit van conformaties kunnen beinvloeden zijn:

1. Van der Waals krachten: wanneer atomen dichterbij elkaar komen dan de som van hun Van der Waals stralen, stoten ze elkaar af, resulterend in Van der Waals spanning. Ook simpelweg sterische hindering genoemd.
2. dipool-dipool interacties: atomen die niet covalent gebonden zijn met elkaar, proberen posities in te nemen die deze electrostatiche interacties optimaliseren.