5°であるが、3員環、4員環および5員環化合物は分子が平面構造をとるとすれば、その結合角は60°、90°、108°となる。シクロプロパン(3員環)やシクロブタン(4員環)では、正常値の109. 5°からの差が大きいので、結合角のひずみ(ストレインstrain)が大きくなって、分子は高いエネルギーをもち不安定化する。 これと対照的に、5員環のシクロペンタンでは結合角は108°で正常値に近いので結合角だけを考えると、ひずみは小さく安定である。しかし平面構造のシクロペンタン分子では隣どうしのメチレン基-CH 2 -の水素が重なり合い立体的不安定化をもたらす。この水素の重なり合いによる立体反発を避けるために、シクロペンタン分子は完全な平面構造ではなくすこしひだのある構造をとる。このひだのある構造はC-C単結合をねじることによってできる。結合の周りのねじれ角の変化によって生ずる分子のさまざまな形を立体配座(コンホメーション)という。シクロペンタンではねじれ角が一定の値をとらず立体配座は流動的に変化する。 6員環のシクロヘキサンになると各炭素間の結合角は109. 5°に近くなり、まったくひずみのない対称性の高い立体構造をとる。この場合にも、分子内のどの結合も切断することなく、単にC-C結合をねじることによって、多数の立体配座が生ずる。このうちもっとも安定で、常温のシクロヘキサン分子の大部分がとっているのが椅子(いす)形配座である。椅子形では隣どうしのメチレン基の水素の重なりが最小になるようにすべてのC-C結合がねじれ形配座をとっている。よく知られている舟形では舟首と舟尾の水素が近づくほか、四つのメチレン基の水素の重なりが最大になる。したがって、舟形配座は椅子形配座よりも不安定で、実際には安定に存在することができない。常温においてこれら種々の配座の間には平衡が存在し、相互に変換しうるが、安定な椅子形が圧倒的に多い割合で存在する( 図C )。 中環状化合物においても、炭素の結合角は109.
有機化合物の多くは立体中心を2個以上持っています。立体中心が1つあると化合物の構造は( R)と( S)の2通りがあり得るわけですから、立体中心が2つ3つと増えていくと取りうる構造の種類も増えるのです。 立体中心って何ですか?という人は以下の記事を参考にしてみてください。 (参考: 鏡像異性体(エナンチオマー)・キラルな分子 ) 2-ブロモ-3-クロロブタン 立体中心を複数もつ化合物について具体例をもとに考えてみましょう。ここでは2-ブロモ-3-クロロブタンを取り上げます。構造式が描けますか?
5 a 3 Π u → X 1 Σ + g 14. 0 μm 長波長赤外 b 3 Σ − g 77. 0 b 3 Σ − g → a 3 Π u 1. 7 μm 短波長赤外 A 1 Π u 100. 4 A 1 Π u → X 1 Σ + g A 1 Π u → b 3 Σ − g 1. 2 μm 5. 1 μm 近赤外 中波長赤外 B 1 Σ + g? B 1 Σ + g → A 1 Π u B 1 Σ + g → a 3 Π u???? c 3 Σ + u 159. 3 c 3 Σ + u → b 3 Σ − g c 3 Σ + u → X 1 Σ + g c 3 Σ + u → B 1 Σ + g 1. 5 μm 751. 0 nm? 短波長赤外 近赤外? 不 斉 炭素 原子. d 3 Π g 239. 5 d 3 Π g → a 3 Π u d 3 Π g → c 3 Σ + u d 3 Π g → A 1 Π u 518. 0 nm 1. 5 μm 860. 0 nm 緑 短波長赤外 近赤外 C 1 Π g 409. 9 C 1 Π g → A 1 Π u C 1 Π g → a 3 Π u C 1 Π g → c 3 Σ + u 386. 6 nm 298. 0 nm 477. 4 nm 紫 中紫外 青 原子価結合法 は、炭素が オクテット則 を満たす唯一の方法は 四重結合 の形成であると予測する。しかし、 分子軌道法 は、 σ結合 中の2組の 電子対 (1つは結合性、1つは非結合性)と縮退した π結合 中の2組の電子対が軌道を形成することを示す。これを合わせると 結合次数 は2となり、2つの炭素原子の間に 二重結合 を持つC 2 分子が存在することを意味する [5] 。 分子軌道ダイアグラム において二原子炭素が、σ結合を形成せず2つのπ結合を持つことは驚くべきことである。ある分析では、代わりに 四重結合 が存在することが示唆されたが [6] 、その解釈については論争が起こった [7] 。結局、宮本らにより、常温下では四重結合であることが明らかになり、従来の実験結果は励起状態にあることが原因であると示された [2] [3] 。 CASSCF ( 英語版 ) ( 完全活性空間 自己無撞着 場)計算は、分子軌道理論に基づいた四重結合も合理的であることを示している [5] 。 彗星 [ 編集] 希薄な彗星の光は、主に二原子炭素からの放射に由来する。 可視光 スペクトル の中に二原子炭素のいくつかの線が存在し、 スワンバンド ( 英語版 ) を形成する [8] 。 性質 [ 編集] 凝集エネルギー (eV): 6.
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