Ποια μόρια επιτρέπουν την ελεύθερη περιστροφή σχετικά με τον δεσμό άνθρακα-άνθρακα;

Μόρια με Μονό δεσμό Μεταξύ των ατόμων άνθρακα επιτρέπουν την ελεύθερη περιστροφή γύρω από τον δεσμό άνθρακα-άνθρακα.

Εδώ είναι γιατί:

* Ενιαίος δεσμός: Ένας ενιαίος δεσμός μεταξύ των ατόμων άνθρακα είναι ένας δεσμός Sigma , που σχηματίζεται από την επικάλυψη του SP 3 , sp 2 , ή SP υβριδοποιημένα τροχιακά. Αυτά τα τροχιακά είναι κυλινδρικά συμμετρικά, που σημαίνει ότι έχουν το ίδιο σχήμα σε όλο τον άξονα του δεσμού. Αυτό επιτρέπει την ελεύθερη περιστροφή επειδή η πυκνότητα ηλεκτρονίων κατανέμεται εξίσου γύρω από τον δεσμό.

* Διπλά και τριπλά ομόλογα: Οι διπλοί και τριπλοί δεσμοί περιλαμβάνουν έναν δεσμό Sigma και έναν ή δύο δεσμούς PI, αντίστοιχα. Ο δεσμός PI σχηματίζεται από την επικάλυψη των ρ-τροχιακών που δεν είναι κυλινδρικά συμμετρικά. Αυτό περιορίζει την περιστροφή επειδή η στρίψιμο του μορίου διαταράσσει την επικάλυψη των ρ-τροχιακών και σπάει τον δεσμό PI.

Παραδείγματα:

* αιθάνιο (C2H6): Έχει έναν μόνο δεσμό μεταξύ των ανθρακωρύχων, επιτρέποντας την ελεύθερη περιστροφή.

* αιθυλένιο (C2H4): Έχει διπλό δεσμό μεταξύ των ανθρακωρύχων, αποτρέποντας την ελεύθερη περιστροφή.

* ακετυλενίου (C2H2): Έχει έναν τριπλό δεσμό μεταξύ των άνθρακα, αποτρέποντας την ελεύθερη περιστροφή.

Σημαντική σημείωση: Ενώ τα μόρια με μεμονωμένους δεσμούς επιτρέπουν την ελεύθερη περιστροφή, αυτή η περιστροφή δεν είναι πραγματικά "ελεύθερη" υπό την έννοια ότι δεν συμβαίνει χωρίς κανένα ενεργειακό κόστος. Υπάρχει ένα μικρό ενεργειακό εμπόδιο στην περιστροφή λόγω των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ατόμων που συνδέονται με τους άνθρακες. Ωστόσο, αυτό το ενεργειακό φράγμα είναι συνήθως πολύ χαμηλότερο από την ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει ένας δεσμός PI, καθιστώντας την περιστροφή σχετικά εύκολη.