Székszerkezet

a cikloalkánok (ciklikus szénhidrogének) székformájának rajzolása a molekula háromdimenziós ábrázolásának egyik módja. A ciklohexán székmodelljében az 1, 3 és 5 szénatomok a sík felett vannak, a 2, 4 és 6 szénatomok pedig a sík alatt vannak. Ebben a megerősítésben az összes szög 110,9 USD—közel van az alkánok ideális 109,5 USD kötési szögéhez, amely a tetraéderes geometria ideális szöge. A gyűrű minden szénatomjának csatolt hidrogénje vagy szubsztituense Egyenlítői vagy axiális helyzetben lesz. Egyenlítői az a helyzet, amelyben a szubsztituens merőleges a gyűrű tengelyére. Axiális az a helyzet, amelyben egy szubsztituens párhuzamos a gyűrű tengelyével.

a flip-szék konformáció az egyik ciklohexán szék konformációjának átalakítása egy másikba a szén-szén egyes kötések körüli forgással. A szék megfordításakor az axiális pozíciók egyenlítővé válnak és fordítva. A ciklohexán két szék konformációja között megfordulhat. Ha nincsenek szubsztituensek (nemhidrogénatomok vagy a gyűrűhöz kapcsolódó csoportok), akkor a két forma egyenlő energiával rendelkezik. Ha szubsztituenseket adunk hozzá, előfordulhat, hogy a két forma energiája nem egyenlő, és a molekula több időt tölt a stabilabb szék konformációban. Az egyenlítői helyzetben lévő szubsztituensek nagyobb stabilitást biztosítanak, mivel az egymáshoz közelebb lévő axiális szubsztituensek kedvezőtlen kölcsönhatásban vannak. Bármely nemhidrogén szubsztituens axiális helyzetben ciklohexán szterikus törzset hoz létre más csoportokkal (beleértve a hidrogént is) bármely más axiális helyzetben a sík ugyanazon oldalán. Ezt a szterikus törzset 1,3-diaxiális kölcsönhatásoknak nevezzük. Minél nagyobb egy szubsztituenscsoport, annál valószínűbb, hogy Egyenlítői helyzetben van, hogy stabilizálja a széket és elkerülje az 1,3-diaxiális kölcsönhatásokat.

Groups on a ring can exhibit cis and trans isomerism. Cisz-transz izomerizmus (vagy cisz-transz) az, amikor két vagy több molekula egyikének ugyanaz a molekulaképlete és kötésszerkezete, de a szubsztituensek helyzetében különböznek a molekula merev része körül. A cisz-transz izomerizmus egy székben a székforma axiális és egyenlítői pozícióinak használatával jelezhető. A cikloalkánok szubsztituenseket viselhetnek két szénatomon, amelyek a gyűrű ugyanazon oldalán vagy ellentétes oldalán vannak. Az ugyanazon az oldalon lévő szubsztituensek egymással cisz, az ellenkező oldalon lévő szubsztituensek pedig transz egymással. Amikor egy gyűrű megfordul, az axiális és az egyenlítői pozíciók interkonvertálódnak, de a cisz és a transz nem változik. Ha egy csoport az egyik szék konformációjában van, akkor a másik szék konformációjában lesz.

a cisz-1,4-dimetil-ciklohexán konformációk ugyanolyan stabilitásúak, mindkét konformerben egy axiális és egy Egyenlítői metilcsoport található. A két ekvivalens szék konformáció egyensúlyban van. A transz-1,4-dimetil-ciklohexánban a konformáció mindkét metilcsoporttal Egyenlítői helyzetben stabilabb. Míg ezek a konformerek is egyensúlyban vannak, a stabilabb forma uralja ezt az egyensúlyt.

a cisz/transz megnevezés nem kapcsolódik a szubsztituensek Egyenlítői vagy axiális helyzetéhez. Az egyenlítői / axiális meghatározást annak a szénatomnak a helyzete határozza meg, amelyhez a szubsztituens kötődik. Amikor a szék megfordul, az axiális helyzet megváltozik, de a transz/cisz konformáció változatlan marad.