构象异构现象

顺反异构体定义
顺反异构体(Stereoisomers)是指具有相同的分子式和相同的原子连接顺序,但由于原子在空间排列不同而导致分子整体构型不同的一对或一组化合物。

顺反异构体是一种立体异构现象,可分为两大类:构象异构体(Conformational Isomers)和构型异构体(Configurational Isomers)。

1. 构象异构体
构象异构体是由于单键周围的原子或基团的旋转而产生的异构现象。

构象异构体之间可以通过旋转单键相互转化,能垒较低,属于动力学异构体。

常见的构象异构体有:
- 烷烃的旋转异构体
- 环丁烷的椅式和船式构象
- 环己烷的椅式和船式构象
2. 构型异构体
构型异构体是由于分子中含有手性中心或手性轴而产生的异构现象。

构型异构体之间不能简单地通过旋转单键相互转化,需要断开化学键并重新连接。

常见的构型异构体有:
- 手性碳原子引起的异构体(对映异构体)
- 手性轴引起的顺反异构体
- 手性平面引起的顺反异构体
顺反异构体是指由于分子中存在手性轴或手性平面而导致整体构型不同的一对立体异构体。

它们是构型异构体的一种,与对映异构体并列,是立体化学的重要内容。

有机化学中的同分异构同分异构体包括构造异构体与立体异构体而构造异构体中包括碳架异构、位置异构、官能团异构。

立体异构又包括构象异构与构型异构。

(一)立体异构一、构象异构1、定义由于高分子链的构象不同所造成的异构体,又称内旋转异构体。

注:(1)小分子的稳定构象数=3^(n-3) (n为分子中单键碳原子数目,n>2)(2)高分子的可实现构象数远小于3^(n-3),但一个高分子的可实现构象数远多于一个小分子的稳定构象数(因高分子的n值很大)。

2、构象与构型的主要区别(1)、从起因方面瞧,构象就是由单键内旋转所造成的原子空间排布方式;构型就是由化学键所固定的原子空间排列方式。

(2)、从改变方面瞧,构象发生改变时不虚破坏化学键,所需能量较少(有时分子的热运动就足够),较易于改变;而构型发生改变时需要破坏化学键,所需能量较大,不轻易改变。

(3)、从分离方面瞧,不同的构象不能用化学的方法分离,而不同构型可以用化学的方法分离。

(4)、从数目方面瞧,稳定构象数只具有统计性,且稳定构象数远多于有规构型数;而有规立构的构型数目可数。

3、晶体中的高分子链构象晶体中的分子链构象有螺旋形构象、平面锯齿形构象等。

(1)、两个原子或基团之间距离小于范德华半径之与时,将产生排斥作用。

(2)、分子链在晶体中的构象,取决于分子链上所带基团的相互排斥或吸引作用的情况。

(3)、有规立构高分子链在形成晶体时,在条件许可下总就是尽量形成时能最低的构象形式。

(4)、基本结构单元中含有两个主链原子的等规聚合物,大多倾向于形成螺旋体构象。

(5)、若存在分子内氢键,将影响分子链的构象。

4、溶液中的高分子链构象(1)、高分子溶液中,除了刚性很大的棒状分子之外,柔性分子链大多都呈无规线团状。

(2)、当呈螺旋形构象的高聚物晶体溶解时,可由棒状螺旋变成部分保持棒状螺旋小段的线团状构象。

二、构型异构构型异构:就是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。

第四章对映异构异构现象在有机化学中非常普遍，前面我们学过了构造异构，构型异构，顺反异构，构象异构等，下面我们把它们归纳一下异构现象包括构造异构和立体异构，其中构造异构按原子相互连接方式、次序不同，又可分为碳架异构和位置异构；立体异构按原子在空间排列方式不同分为构型异构和构象异构（单键旋转产生构型不同），构型异构按构型方式分为顺反异构（环的存在引起构型不同）和对映异构。

本章主要讨论对映异构。

对映异构体与旋光性密切相关，要测定物质旋光度的大小，需要用旋光仪，下面分别介绍有关内容。

§4.1 旋光性4.1.1偏振光光波是一种电磁波，它的振动方向与其前进方向垂直，在普通光里，光波在垂直前进方向上可以有无数个振动平面。

如果有圆圈代表光线前进方向的一个横截面，那么光线透过Nicol棱晶时，只有振动面与棱晶光轴平行的光才能通过，而在其他平面上振动的光被阻挡，即产生偏振光。

这种只在一个平面上振动的光叫平面偏振光或偏光。

当偏光射到另一个Nicol棱晶上时，若其光轴相互垂直，光线全被阻挡。

这就是旋光仪的工作原理。

4.1.2 旋光仪在两个光轴平行的Nicol棱晶之间放一样品管（旋光管），自然光透过第一个固定的棱晶后成为偏光，偏光透过旋光管后射到第二个棱晶上（可转动）。

若样品对偏光没发生作用，我们可以观察到光线能全部透过第二个棱晶（见偏时），我们从目镜中看到视场最亮。

此时，刻度盘为零。

若样品与偏光发生作用，使其偏转，这时光线就不可能全部通过第二个棱晶，从目镜中观察到视场变暗，我们可通过旋转检偏器，使视场恢复到最亮。

检偏器所旋转的角度。

即旋光度。

使检偏器顺时针旋转的物质，称右旋物质，用+α表示；使检偏器逆时针旋转的物质，称左旋物质，用-α表示。

旋光度的大小与溶液的浓度、样品管的长度、光的波、温度及溶剂都有关系， 为便于比较，常用比旋度[α]t λα][表示。

4.1.3比旋光度比旋光度——偏光透过厚度为10cm ，浓度为1g/ml 样品溶液所产生的旋光度。

所以，看到不饱和键，环的命名，一定要考虑顺反
乙烷的重叠式内能高不稳定，而交叉式内能低能量最低的构象是最稳定构象，也称为优势构象
乙烷其它构象的内能介于交叉式与重叠式之间。

随着乙烷分翻环作用：通过碳碳单键的转动，环己烷一种椅式构象可以转变成另一种椅式构象。

转环前后，a 环己烷的椅式构象为最稳定的构象
它们是彼此成镜像关系，又不能重叠的一对立体异构体，互称为非对映体具有不同的物理性质。

如沸点、溶解度、旋光性等都不相同
差向异构
亚甲基上的氢受羰基影响变的很活泼，它以质子的形式转移到羰基氧上因为烯醇式存在H 键，进而构成6糖的差向异构化
两个或两个以上手性中心的化合物分子中某手性中心的构型通过化学反应转换成。

有机化学基础知识点整理有机物的分子构象与立体异构有机化学基础知识点整理有机物的分子构象与立体异构有机化学是研究含碳化合物的科学，它是化学的一个重要分支。

在有机化学中，分子构象和立体异构是两个基本的概念。

本文将对有机物的分子构象和立体异构进行整理和介绍。

一、分子构象分子构象是指有机物分子在空间中不同的排列方式和形式。

有机物的分子构象取决于它的键角和键长，以及它在空间中的排列方式。

以下是一些常见的分子构象：1. 扭曲构象扭曲构象是指分子中存在旋转自由度的碳原子之间的扭曲关系。

这种构象常见于含有多个旋转自由度的柔性链状分子中，如烷烃。

通过扭曲构象，分子可以在空间中采取多种不同的形式。

2. 错合构象错合构象是指由于化学键的自由旋转而产生的分子构象。

当两个键相对旋转时，分子的构象也会发生变化。

这种构象常见于双键和环状化合物中。

3. 键长和键角的变化分子的构象还取决于化学键的长度和角度。

当化学键发生变化时，分子的构象也会相应改变。

键角和键长的变化可以通过实验和计算方法来确定。

二、立体异构立体异构是指分子在空间中的排列方式不同，但化学式相同的现象。

立体异构可以分为构造异构和空间异构两种类型。

1. 构造异构构造异构是指分子中原子的连接方式不同所产生的异构体。

常见的构造异构有链式异构、官能团异构和位置异构。

链式异构是指碳链长度不同的异构体，如正丁烷和异丁烷。

官能团异构是指官能团的位置不同所产生的异构体，如醇和醚的异构体。

位置异构是指分子中原子或官能团的位置不同，如2-丙醇和1-丙醇。

2. 空间异构空间异构是指分子在空间中的排列方式不同所产生的异构体。

常见的空间异构有立体异构、对映异构和构象异构。

立体异构是指分子中原子或官能团的空间排列方式不同，如顺式异构和反式异构。

对映异构是指分子与镜像分子对称但非同一结构的异构体，如手性分子。

构象异构是指分子扭转或旋转而形成的不同构象。

综上所述，有机化学中的分子构象和立体异构是有机物分子在空间中的排列和形态的不同表现。

化学反应中的构象效应化学反应是原子、离子、分子之间键合转化的过程，通过交换键合电子，使新的成分形成，旧的成分消失。

构象效应指物质结构变化所带来的影响，包括键相对位置、键长、键角度等参数改变，进而影响化学反应的速率和对反应最终产物的影响。

在化学反应中，物质结构的状态发生变化，从而影响了反应速率以及选择性，其中最常见的就是构象效应。

构象效应的表现形式有很多种，如涉及空间构象的组成、旋转、振动、缩放、移位等等。

例如，有机分子化学反应中，分子中各官能团原子固定在空间位置上，构成了一定的立体结构，该结构形态就被称为分子的构象。

其构象会影响分子性质、化学反应、合成方法等多方面，因此构象效应在有机化学中具有重要的地位。

以酯类反应为例，酯是有机化合物的一种，在酯化反应中，酸和醇在催化剂作用下发生酯键形成反应。

酯化反应的速率强烈地依赖于醇和酸之间的空间构象。

若醇的羟基和酸的羧基靠得很近，形成比较合适的构象，则反应速率就会更快。

反之，若它们之间的距离较远或者相互排斥，则反应速率就会变慢，因为交流和反应的机会就会变小。

同样是酯类反应，使用不同的立体异构体也会产生不同的反应结果。

以PIN现象为例，其全称是"Principle of Identitiy Numbering"，它指的是产物分子的编号应当尽可能沿用反应物分子所采取的编号。

由于空间位阻效应，常规的反应通常会导致产物混合物的形成。

然而，只要在反应中使反应物与新的构象相同的立体异构体接触并稳定，就能得到相应的单一产物。

这是化学反应中的构象效应，也是有机化学反应的一个重要应用领域。

此外，在金属配合物的化学反应中，配体结构的变化也会引起构象效应。

例如，配体的取代基固定在某一位置，会形成某种空间位阻效应，可能导致反应速率和选择性的变化，从而影响产物的生成。

总之，在化学反应中，构象效应是引起分子相互作用、反应速率、选择性变化的一种重要因素。

它的研究和应用能够帮助我们更好地预测和控制化学反应的结果，提高合成效率和精度，促进化学工业的发展。