ההבדל העיקרי בין כיסא למבנה סירה הוא שלמבנה כיסא יש אנרגיה נמוכה, בעוד שלמבנה סירה יש אנרגיה גבוהה.
המונחים קונפורמציה של כיסא וקונפורמציה של סירה נמצאים תחת כימיה אורגנית, והם חלים בעיקר על ציקלוהקסאן. אלו שני מבנים שונים שבהם יכולה להתקיים מולקולת הציקלוהקסאן, אך יש להם יציבות שונות בהתאם לאנרגיית המבנה שלהם.
מהו מבנה כיסא
מבנה הכיסא הוא המבנה היציב ביותר של ציקלוהקסאן. הסיבה לכך היא שיש לו אנרגיה נמוכה. בדרך כלל, בטמפרטורת החדר (בסביבות 25 מעלות צלזיוס), כל המולקולות של cyclohexane מתרחשות במבנה כיסא.אם יש תערובת של מבנים שונים של אותה תרכובת בטמפרטורה זו, בערך 99.99% מהמולקולות הופכות למבנה כיסא. כאשר בוחנים את הסימטריה של מולקולה זו, אנו יכולים לקרוא לה D3d כאן, כל מרכזי הפחמן שווים.
איור 01: מבנה כיסא של ציקלוהקסאן
יש שישה אטומי מימן המתרחשים במיקום הצירי. ששת אטומי המימן האחרים ממוקמים כמעט בניצב לציר הסימטריה, שהוא המיקום המשווני. אם ניקח בחשבון את אטומי הפחמן, כל אחד מהם מכיל שני אטומי מימן: אטום מימן אחד "למעלה" והשני "למטה". יש מאמץ פיתול קטן מכיוון שקשרי C-H נמצאים במבנה מדורג.
מהו מבנה סירה?
מבנה הסירה הוא מבנה פחות יציב של ציקלוהקסאן מכיוון שלמבנה זה יש אנרגיה גבוהה. יש מאמץ סטרי ניכר במבנה זה בגלל האינטראקציה בין שני מימני מוט דגל, ויש גם מאמץ פיתול ניכר. זנים אלה גורמים גם לאופי הבלתי יציב של מבנה הסירה. הסימטריה של מבנה זה נקראת C2v
איור 02: (א) מבנה כיסא, (ב) מבנה סירה טוויסט, (C) מבנה סירה ו-(D) מבנה חצי כיסא
יתר על כן, מבנה הסירה נוטה להפוך לקונפורמציה של סירה באופן ספונטני. הסימטריה שלו היא D2 מבנה זה מופיע כפיתול קל של מבנה הסירה. קירור מהיר של הציקלוהקסאן הופך את מבנה הסירה לקונפורמציה של סירה, אשר הופך למבנה כיסא עם חימום.
מה ההבדל בין מבנה כיסא לסירה?
המונחים מבנה כיסא ומבנה סירה מתייחסים בעיקר לציקלוהקסאן. ההבדל העיקרי בין מבנה כיסא לסירה הוא שלקונפורמציה של כיסא יש אנרגיה נמוכה, ואילו למבנה סירה יש אנרגיה גבוהה. מסיבה זו, מבנה הכיסא יציב מאשר מבנה הסירה. בדרך כלל, מבנה כיסא הוא המבנה היציב ביותר, ובטמפרטורת החדר, כ-99.99% של cyclohexane בתערובת של קונפורמציה שונה קיים במבנה זה.
יתרה מכך, הסימטריה של מבנה הכיסא היא D3d בעוד לסימטריה של סירה יש את הסימטריה C2v חוץ מזה, מבנה הסירה נוטה להמיר את קונפורמציה של סירה באופן ספונטני. עם זאת, שני המבנים הללו נוטים להפוך למבנה הכיסא עם חימום. יתר על כן, הבדל נוסף בין מבנה כיסא לסירה הוא שמתח הפיתול וההפרעה הסטרית במבנה הכיסא נמוכים בהשוואה למבנה הסירה.
סיכום – כיסא לעומת מבנה סירה
המונחים מבנה כיסא ומבנה סירה מתייחסים בעיקר לציקלוהקסאן. ההבדל העיקרי בין מבנה כיסא לסירה הוא שלמבנה כיסא יש אנרגיה נמוכה, ואילו למבנה סירה יש אנרגיה גבוהה. לכן, מבנה הכיסא יציב יותר ממבנה הסירה בטמפרטורת החדר. באופן כללי, מבנה הכיסא הוא המבנה היציב ביותר של ציקלוהקסאן בטמפרטורת החדר.
