Rotation around the C-C bond in ethane

De eenvoudigste n-alkane is ethaan, C₂H₆. De binding tussen de twee koolstof atomen is een enkelvoudige ('sigma') binding, die rotatiesymmetrisch is met betrekking tot de C-C as, dus rotatie rond deze as is toegestaan. Door te draaien rond de koolstof-koolstof binding varieert de energie door de aanwezigheid van de C-H bindingen.
Bekijk de energie als functie van de draaiing rond de koolstof-koolstof binding in ethaan. Zulk een plot zul je ook vinden in je leerboek.

Gebruik de controleknopen om de animatie te starten en stoppen, of klik op een punt in de grafiek. Achtergrond

Merk de volgende eigenschappen op:

• Het voorkomen van maxima en minima in de relative energie
• Torsie hoeken ( H-C-C-H) waarbij deze maxima en minima zich voordoen
• Periodiciteit: de terugkeer van verschillende min of meer identieke conformaties binnen een volle 360° rotatie.

Probeer nu de volgende vraag te beantwoorden.

Geef aan voor welke rotatiehoeken (tussen 0 en 180 graden) de energie van ethaan een maximum of minimum bereikt.

Zoals je hopelijk hebt opgemerkt zullen maxima in de energie zich voordoen wanneer we, langs de koolstof-koolstof as kijkend, de waterstoffen in de voorgrond die in de achtergrond verbergen. Deze conformatie wordt de eclipsed conformatie genoemd. Minima in de energie daarentegen doen zich voor wanneer de waterstoffen in de voorgrond zich precies tussen de waterstoffen in de achtergond bevinden (komt overeen met een draaiing van 60°). Deze conformatie wordt staggered genoemd.

In de volgende oefening, bekijken we de zelfde rotatie in propaan.