Фактори, що впливають на стан конформаційної рівноваги.

1. Просторова невалентна взаємодія наближених груп .

Аналізуючи зростання величини енергетичного бар’єру повертання однієї частини молекули відносно іншої для етану, пропану і бутану (див. табл.1), можна зробити висновок, що чим більша група затіняє одна одну, тим вища енергія буде такого стану. Отже, в даному випадку слід говорити про просторову взаємодію об’ємних груп як у затіненій, так і у синклінальних позиціях (одна до одної). Така взаємодія може приводити до деформації валентних кутів, довжин зв’язків, а це все приведе до збільшення енергії такого стану.

Табл.1.6. Енергія просторової взаємодії H-H, H-Me, Me-Me/

Сполука	Взаємодія	ΔЕ, кДж/мол	ΔЕ, кДж/1взаєм.
Етан	3Н-Н	12-12,6	4-4,2
Пропан	2Н-Н 1Н-Ме	14	- 6
Бутан	2Н-Н 1Ме-Ме	20-25	- 12-17

2. Диполь-дипольна взаємодія.

У випадку наявності у молекулі атомів, що значно відрізняються своїми відносними електронегативностями, буде відбуватися поляризація зв’язків, а, отже, і самих атомів (чи груп). Якісь з них будуть мати частковий надлишок електронної густини (-δ), а інші - її нестачу (+δ). Отже, можливі ефекти диполь-дипольної взаємодії двох полярних груп при наближенні у просторі. Зрозуміло, що групи, заряджені однаково, будуть відштовхуватися (позначимо це знаком -), а це призведе до зростання енергії такого стану. І навпаки, притягування різнойменно заряджених атомів або груп (позначимо це знаком +) буде сприяти зниженню енергії, відтак збільшуватиме стійкість такого конформаційного стану. Розглянемо це на прикладі 1,2-дихлоретану т а 1-хлорпропану. Для спрощення аналізуватимемо лише загальмовані стани.

φ₁ φ₃ φ₅

Табл. 1.7. Вплив просторової та диполь-дипольної взаємодії на енергію конформаційних станів 1,2-дихлоретану.

Конфігурація	φ1	φ3	φ5
Просторова взаємодія	1	0	1
Диполь-дипольна взаємодія	-	0	-

Таким чином, найбільш стабільним конформером буде φ₃ з антиперіпланарним розташуванням атомів хлору, оскільки тут немає ні просторової ні диполь-дипольної взаємодії.

В 1-хлорпропану біля першого атома карбону маємо 1 атом хлору і 2 атоми гідрогену (хлор-унікальний). Біля другого атома карбону є метильна група і 2 атоми гідрогену (метил-унікальний). Зв’язок С-Сl поляризований і це за рахунок індукційного зміщення електронів приведе до появи незначного позитивного заряду на метильній групі (індукційний ефект різко затухає).

CH₃^+δ”CH₂^+δ’CH₂^+δCl^-δ

Розглянемо загальмовані конформаційні стани по зв’язку С₁-С₂.

φ₁ φ₃ φ₅

+sc ap -sc

Табл. 1.8. Вплив просторової та диполь-дипольної взаємодії на енергію конформаційних станів 1-хлорпропану.

Конформери	φ1	φ3	φ5
Просторова взаємодія	1	0	1
Диполь-дипольна взаємодія	+	0	+

Вміст конформерів: у твердому стані (при пониженій температурі) молекула існує практично у стані φ₃ при антиперіпланарному розташуванні CH₃- та Cl-. У рідкому стані (при кімнатній температурі) та в газоподібному стані переважно молекула перебуває у синклінальних станах (відповідно 77% та 63%).