Skillnad mellan steriskt och torsionsstam

Huvudskillnad - Steric vs Torsional Strain

Stam är avstötningen mellan bindningselektroner av en molekyl. Arrangemanget av en molekyl beror på stammen eftersom bindningselektronpar är anordnade på ett sätt som minimerar belastningen. Det finns tre huvudtyper av stammar som kan hittas i en molekyl. De är vinkelstam, torsionsstam och sterisk stam. Vinkelstammen uppträder när bindningsvinklarna för de faktiska molekylerna skiljer sig från de idealiska molekylernas. Torsionsstammen uppstår när en molekyl roteras runt en bindning. Sterisk stam bildas när två eller flera skrymmande grupper kommer nära varandra. Den största skillnaden mellan sterisk och torsionsstam är det sterisk stam kan inte minskas genom att rotera molekylen runt en bindning medan torsionsstammen kan minskas genom att rotera molekylen runt ett bindning.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Steric Strain
      - Definition, Förklaring med exempel
2. Vad är torsionsbandet
      - Definition, Förklaring med exempel
3. Vad är skillnaden mellan steriskt och torsionsstam
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Viktiga villkor: Vinkelstam, Bond Electron Par, Steric Strain, Torsional Strain

Vad är Steric Strain

Den steriska stammen är avstötningen mellan två atomer eller grupper av atomer när avståndet mellan dem minskar. Detta kallas också steriskt hinder. Den steriska stammen är väldigt viktig för bestämning av arrangemanget av en molekyl, eftersom varje molekyl är anordnad på ett sådant sätt att den steriska stammen minimeras. När den steriska stammen minimeras minskar den potentiella energin hos den molekylen. Eftersom materialet är stabilt när det har en lägre energinivå, gör den lägre energinivån av en molekyl det en stabil molekyl.

Konceptet sterisk stam är väldigt viktigt för att förutsäga produkterna för en kemisk reaktion. Detta beror på att grupper av atomer är bundna till en kolatom på ett sådant sätt att det steriska hindret minimeras. Därför kommer en kemisk reaktion att ge en blandning av molekyler där stabila produkter och instabila produkter ingår. Men den viktigaste beståndsdelen i denna blandning kommer alltid att vara den stabila produkten med ett minimerat steriskt hinder.

Figur 1: Sterisk stam i organiska föreningar

Såsom visas i bilden ovan ökar den potentiella energin hos en molekyl i enlighet med den steriska stammen de har. När avståndet mellan två metylgrupper minskar ökar den potentiella energin.

Figur 2: Sterisk stam ökar när stora grupper finns närvarande

Ovanstående bild visar att sterisk stam ökar när skrymmande grupper är närvarande. Mer steriskt hindrade molekyler har en högre potentiell energi jämfört med mindre steriskt hindrade molekyler. Därför är mindre steriskt hindrade molekyler stabila.

Vad är torsionsbandet

Torsionsstammen är den repulsion som uppkommer mellan atomer eller atomergrupper när en molekyl roteras kring ett sigma-bindemedel. Detta är den avstängning som kan observeras när bindningselektroner passerar varandra. Denna typ av stam är viktig för bestämning av de stabila konformationerna av organiska föreningar. Dessa konformationer kan representeras av Newman-projektioner. Newman-projiceringen av en molekyl är konformationen av den molekylen när den tittas genom C-C-bindning från framsidan.

Torsionsstammen uppstår när dihedralvinkeln av skrymmande grupper är låga. Dihedralvinkeln är vinkeln mellan två bindningar av två olika kolatomer i en Newman-projektion. Om dihedralvinkeln är hög är torsionsstammen låg.

Newman-projektioner kan hittas i två typer som förskjuten konformation och förmörkad konformation. Den förmörkade konformationen visar en hög torsionsstam än den förskjutna konformationen.

Figur 3: Två typer Newman Projection

Som framgår av ovanstående bild uppvisar förskjuten konformation en dihedralvinkel på 60^o och eclipsed konformation visar en dihedralvinkel på 0^o. Men när molekylen roteras förändras konformationen. Torsionsstammen i förskjuten konformation är lägre än den förmörkade konformationen. När molekylen roteras kan den förmörkade konformationen bli den förskjutna konformationen; sålunda reduceras torsionsstammen.

Skillnad mellan steriskt och torsionsstam

Definition

Sterisk stam: Sterisk stam är avstötningen mellan två atomer eller grupper av atomer när avståndet mellan dem minskar.

Torsionsstam: Torsionsstammen är den repulsion som uppstår mellan atomer eller atomergrupper när en molekyl roteras kring ett sigma-bindemedel.

Rotation av molekylen

Sterisk stam: Sterisk stammen kan inte minskas genom att rotera molekylen kring ett sigma-bindemedel.

Torsionsstam: Torsionsstammen kan minskas genom att rotera molekylen kring ett sigma-bindemedel.

Orsak till stammen

Sterisk stam: Sterisk stam uppträder när avståndet mellan skrymmande grupper av en molekyl minskar.

Torsionsstam: Torsionsstammen uppstår när bindningselektroner passerar varandra när molekylen roterar.

Slutsats

Stammen av en molekyl är avstötningen mellan bindningselektroner eller ensam elektronpar närvarande i den molekylen. Denna repulsion medför att den potentiella energin hos en molekyl ökas. Då gör molekylen instabil. Den steriska stammen hos en molekyl bestäms av de skrymmande grupperna närvarande i en molekyl och avståndet mellan de skrymmande grupperna. Newman-projektion är en enkel struktur som visar arrangemang av atomer eller atomergrupper i en organisk molekyl. Det kan användas för att bestämma torsionsstammen hos en molekyl. Huvudskillnaden mellan sterisk och torsionsstam är att den steriska stammen inte kan minskas genom att rotera molekylen runt en bindning medan torsionsstammen kan minskas genom att rotera molekylen kring ett bindning.

referenser:

1. "Torsion Strain." OChemPal, Tillgänglig här. Åtkomst 28 aug 2017.
2. "Strain (Chemistry)." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25 juli 2017, Tillgänglig här. Åtkomst 28 aug 2017.
3. "Dihedral Angle." OChemPal, Tillgänglig här. Åtkomst 28 aug 2017.

Image Courtesy:

1. "Napthalenfenantraen metyl-methyl strai" Av DMacks - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Steric hindrance disp" Av Mwolf37 - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "Escalonada e eclipsada" Av Pauloquimico - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons