TL;DR A tensão de torção pode ser pensada como a repulsão devido às forças de electrostatismo entre os electrões em MOs adjacentes. Enquanto isso, a deformação esterica (também conhecida como deformação van der Waals) pode ser pensada como a repulsão quando dois grupos volumosos que não estão diretamente ligados um ao outro se tornam muito próximos um do outro e, portanto, não há espaço suficiente para eles.

Aqui está a versão mais detalhada.

Torsional Strain

Vamos considerar uma molécula de etano. A ligação C-C sigma é livre de rodar e, em princípio, há um número infinito de conformações possíveis. No entanto apenas 2 são significativas, estas são conformações escalonadas e eclipsadas. Os diferentes conformadores são geralmente desenhados como projeções de Newman, pois podem ser facilmente comparados entre si. Abaixo estão as projeções de Newman para o conformador eclipsado e escalonado:

O conformador escalonado é o conformador mais estável enquanto o conformador eclipsado é o conformador menos estável. O conformador escalonado é aproximadamente $\mathrm{12~kJ~mol^{-1}}$ mais estável do que o conformador eclipsado. Esta diferença de energia entre estes máximos e mínimos é conhecida como a barreira de torção.

Então o que é a barreira de torção? A razão pela qual o conformador eclipse tem uma energia superior à de qualquer outro conformador é devido à repulsão electrostática desestabilizadora entre os pares de electrões das ligações C-H sigma nos dois carbonos. Além disso, também existe uma característica estabilizadora que é maior no conformador escalonado. No conformador escalonado existe uma interacção orbital construtiva envolvendo os MOs de ligação e anti-ligação dos átomos H adjacentes. Isto resulta numa hiperconjugação que estabiliza o composto.

Os dois efeitos que mencionei acima é a que se refere a tensão de torção. Então você pode pensar na tensão de torção como a tensão que é o resultado de forças eletrostáticas.

Força de torção

Agora vamos considerar o butano. A rotação da ligação $\mathrm{C_2-C_3}$ sigma também leva a infinitos possíveis conformadores. No entanto existem 4 conformadores principais mostrados abaixo:

Aqui existem 2 tipos de conformadores eclipsados que são os menos estáveis dos conformadores. O mais instável é conhecido como a forma sintáctica eclipsada. O syn form é aproximadamente $\mathrm{20~kJ~mol^{-1}}$ mais alto em energia do que o conformador escalonado. A razão para isto pode em parte ser atribuída à tensão de torção, pois há repulsão entre os elétrons nos orbitais de ligação sigma. No entanto, também pode ser atribuída em grande parte à repulsão dos dois grupos metilo relativamente volumosos, pois eles se tornam muito próximos um do outro e não há espaço suficiente para eles.

Esta repulsão é conhecida como deformação estéril. Portanto, a deformação estéril pode ser definida como a repulsão que ocorre quando grupos não ligados directamente se aproximam demasiado um do outro. Esta repulsão só existe para substituintes volumosos, tais como grupos metilo ou etilo. Assim, no etano não há impedimento estéreo, visto que os átomos de hidrogénio não são tão volumosos.

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado.